[发明专利]一种半导体器件及其制作方法

说明书

本发明提供一种半导体器件及其制作方法，该半导体制作方法包括：提供第一衬底；在所述第一衬底的表面形成第一阱区；在所述第一阱区中形成第二阱区；提供第二衬底，所述第二衬底导电类型与所述第一衬底导电类型相同；在所述第二衬底的表面形成第三阱区；将所述第一衬底未形成阱的表面和所述第二衬底未形成阱的表面进行键合。该方法采取背面直接键合的方式，形成高压逆阻IGBT，所形成的器件能够实现高压反向耐压，且制作工艺与传统IGBT制造工艺兼容，工艺简单，可实施性强，克服了现有技术中高压逆阻IGBT制作困难、成本高昂等问题。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种半导体器件及其制作方法。

背景技术

双向阻断能力的半导体器件，以IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)又称作绝缘栅双极型晶体管为主要代表。逆阻型IGBT(Reverse Blocking IGBT,RB-IGBT)是在传统穿通型IGBT基础上演化而来的一种新型的IGBT器件，和传统的IGBT相比，逆阻型IGBT具有反向阻断能力，正、反向均可承受电压，被广泛应用于矩阵变换器、中点箝位拓扑和T型变换器中。

附图1为常见的RB-IGBT结构，现有的RB-IGBT的制作过程为(以附图1RB-IGBT为例)：

在P型衬底1上外延一定厚度的N-外延层2作为N-漂移区；

在该N-漂移区上形成P-阱区3和n+源区4；

在该N-漂移区上通过扩散形成终端结构，所述终端结构包括n+截止环6，p+场限环5和P+隔离沟槽8；

在该RB-IGBT的正面和背面分别形成正面电极7和背面电极(背面电极图中未画出)。

目前常用的制造逆阻型IGBT终端的技术为扩散隔离、沟槽隔离、V型凹槽隔离和混合隔离等，现有的逆阻型IGBT的制作方法中，实现高反向耐压较为困难，而且会造成成本的激增、产品性能的降低。以扩散隔离和沟槽隔离为例，扩散隔离采用硼的深扩散，扩散从正面一直扩散到预定的深度(通常贯穿整个芯片厚度)；沟槽隔离利用沟槽刻蚀形成沟槽，然后以较小的倾斜角进行硼离子注入。但是对于扩散隔离来说，其扩散的深度和时间的平方根呈正比，因此需要很大的热预算(200um深度需扩散约1周)，对于高压器件是不现实的，并且由于横向扩散增加了芯片的尺寸，会造成芯片面积的浪费。沟槽隔离要实现高深宽比刻蚀和侧墙离子注入难度都很大；而且随着电压等级的提升，n漂移区变得越来越厚，工艺难度加大。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种半导体器件及其制作方法，以克服现有技术双向阻断能力的半导体器件中的上述缺陷。

本发明提供一种半导体器件的制作方法，包括：提供第一衬底；在所述第一衬底的表面形成第一阱区；在所述第一阱区中形成第二阱区；提供第二衬底，所述第二衬底导电类型与所述第一衬底导电类型相同；在所述第二衬底的表面形成第三阱区；将所述第一衬底未形成阱的表面和所述第二衬底未形成阱的表面进行键合。

可选地，将所述第一衬底未形成阱的表面和所述第二衬底未形成阱的表面进行键合包括：分别对所述第一衬底和所述第二衬底进行表面清洁处理；在室温下对所述第一衬底未形成阱的表面和所述第二衬底未形成阱的表面进行预键合；在小于1000℃的温度条件下对经过预键合的所述第一衬底和所述第二衬底继续进行键合。

可选地，在300℃～450℃温度条件下对经过预键合的所述第一衬底和所述第二衬底继续进行键合。

可选地，将所述第一衬底未形成阱的表面和所述第二衬底未形成阱的表面进行键合包括：分别对所述第一衬底和所述第二衬底进行表面进行亲水性预处理；在室温下对所述第一衬底和所述第二衬底进行键合；然后对键合后的所述第一衬底和所述第二衬底在1000℃高温下进行退火。