[发明专利]一种逆导型绝缘栅双极晶体管及其制备方法

说明书

本发明公开了一种逆导型绝缘栅双极晶体管及其制备方法，该制备方法包括：在衬底的正面形成MOS结构，在衬底的背面形成场终止层；在场终止层上注入第一导电类型离子，对第一导电类型离子进行激光退火，形成第一导电类型集电极层；在第一导电类型集电极层中注入第二导电类型离子，注入的第二导电类型离子的浓度大于第一导电类型离子的浓度，对第二导电类型离子进行图形化激光退火，形成包含第一导电类型集电区和第二导电类型集电区的集电极层。本发明实施例提供的逆导型绝缘栅双极晶体管及其制备方法，相比现有技术中采用光刻工艺形成集电极层，简化了RC‑IGBT的制备工艺，减少了新结构开发周期，降低了产品开发成本，工艺易实现，可行性强。

技术领域

本发明涉及半导体器件技术领域，具体涉及一种逆导型绝缘栅双极晶体管及其制备方法。

背景技术

逆导型绝缘栅双极晶体管(RC-IGBT)器件是将IGBT芯片和快恢复二极管(FRD)芯片单片地集成在同一硅片上，因此具有尺寸小、功率密度高、成本低、寄生参数小、可靠性高等诸多优点。

RC-IGBT芯片背面的集电极包括P型和N型两种掺杂类型的区域，因此RC-IGBT芯片在制备时至少需要两次离子注入。在目前的制备工艺中,主要采用两种方案实现RC-IGBT芯片背面P型和N型两种掺杂区域的制备。一种是采用两次光刻技术，通过光刻胶或氧化层的阻挡，实现局部P型掺杂区和局部N型掺杂区的注入；另外一种是采用一次光刻工艺，实现P型掺杂区的整体注入(在硅片全部区域引入掺杂)和N型掺杂区的局部注入。因此，现有RC-IGBT芯片的制备工艺中均需要采用光刻工艺实现，使得RC-IGBT芯片的制备工艺更加复杂，增加了生产成本。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种逆导型绝缘栅双极晶体管及其制备方法，以解决现有技术中在制备RC-IGBT芯片的背面结构时，需要采用光刻工艺，使得RC-IGBT芯片的制备工艺更加复杂，增加了生产成本的技术问题。

本发明实施例提供的技术方案如下：

本发明实施例第一方面提供一种逆导型绝缘栅双极晶体管的制备方法，该制备方法包括如下步骤：在衬底的正面形成MOS结构，在衬底的背面形成场终止层；在所述场终止层上注入第一导电类型离子，对所述第一导电类型离子进行激光退火，形成第一导电类型集电极层；在所述第一导电类型集电极层中注入第二导电类型离子，注入的所述第二导电类型离子的浓度大于所述第一导电类型离子的浓度，对所述第二导电类型离子进行图形化激光退火，形成包含第一导电类型集电区和第二导电类型集电区的集电极层。

可选地，在所述场终止层上注入第一导电类型离子，对所述第一导电类型离子进行激光退火，形成第一导电类型集电极层，包括：以30KeV～100KeV的注入能量、5E12～8E13cm^-2的注入剂量在所述场终止层上注入第一导电类型离子；采用两束波长相同的激光交替照射所述第一导电类型离子，形成第一导电类型集电极层，其中，两束激光交替的间隔时间为500～1000ns，激光能量为1.0～2.0J，激光的波长为500nm～600nm。

可选地，在所述第一导电类型集电极层中注入第二导电类型离子，对所述第二导电类型离子进行图形化激光退火，形成包含第一导电类型集电区和第二导电类型集电区的集电极层，包括：以30KeV～100KeV的注入能量、5E12～8E13cm^-2的注入剂量在所述第一导电类型集电极层中注入第二导电类型离子；采用两束波长相同的激光交替照射部分所述第二导电类型离子，形成包含第一导电类型集电区和第二导电类型集电区的集电极层，其中，两束激光交替的间隔时间为500～1000ns，激光能量为1.0～2.0J，激光的波长为500nm～600nm。

可选地，在衬底的背面形成场终止层之前，还包括：对所述衬底的背面进行减薄和腐蚀处理。