[发明专利]逆导型IGBT器件的制造方法

说明书

本发明涉及一种制造方法，尤其是一种逆导型IGBT器件的制造方法，属于逆导型IGBT器件的技术领域。采用常规激光退火工艺对衬底背面注入的第一导电类型离子注入层进行局部激活，然后通过减薄的方式去除未激活的第一导电类型离子注入层，再通过背面第二导电型杂质离子注入和炉管退火形成第二导电类型激活区。由于炉管退火的激活率远低于激光退火，因此在第一导电类型激活区中注入的第二导电类型杂质离子在经过炉管退火激活之后不会完全补偿掉第一导电类型激活区中的第一导电类型离子，从而可以不通过光刻的方式即可形成逆导型IGBT所需的交替排列的N型区和P型区，降低了器件制造成本，工艺步骤简单，与现有工艺兼容，安全可靠。

技术领域

本发明涉及一种制造方法，尤其是一种逆导型IGBT器件的制造方法，属于逆导型IGBT器件的技术领域。

背景技术

IGBT(绝缘栅双极晶体管)是由BJT(双极结型晶体管)和MOSFET(金属-氧化物-半导体场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,具有功率MOSFET的高速性能与双极结型结构的低电阻性能两方面的优点。

在实际应用中，IGBT一般用于驱动感性的负载。在IGBT关断后，为了能为感性负载提供泄放电流的回路，IGBT会反并联一个FRD。传统的IGBT单管及模块，是由IGBT芯片与FRD芯片一起封装制成的。但是这种方式一方面成本比较高，另一方面系统的可靠性相对较差。逆导型IGBT就是把IGBT芯片和FRD芯片集成到一个芯片里。传统的IGBT在承受反压时，集电结反偏而不能导通。而逆导型IGBT由于背面引入了N+区域，当IGBT承受反压时，背面N+区域和正面的P基区形成一个FRD，可以允许电流从发射极流向集电极。逆导型IGBT节省了芯片面积、封装、测试费用，降低了器件成本。此外，它还具有低的损耗、良好的SOA特性、正的温度系数，以及良好的软关断特性、短路特性以及良好的功率循环特性。

传统制造逆导型IGBT的方法，是在IGBT背面减薄之后，通过背面光刻、注入和退火的方法实现背面N+区域和P+区域交替排列的结构，这种制造方式需要专门的背面光刻设备进行背面光刻加工，这样会增加器件的加工成本。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种逆导型IGBT器件的制备方法，其工艺步骤简单，与现有工艺兼容，无须进行背面光刻工艺即可实现逆导型IGBT的制造，从而降低了器件制造工艺难度和制造成本。

按照本发明提供的技术方案，一种逆导型IGBT器件的制造方法，所述制造方法包括如下步骤：

步骤1、提供具有第一导电类型的衬底，并在所述衬底的正面进行所需的正面元胞工艺；

步骤2、将衬底的背面减薄至所需的厚度，并在所述衬底的背面注入第一导电类型杂质离子，以形成第一导电类型离子注入层；

步骤3、采用激光退火工艺对上述第一导电类型离子注入层进行局部激活，以得到若干第一导电类型激活区，相邻的第一导电类型激活区由第一导电类型离子注入层间隔；

步骤4、对上述衬底的背面再次减薄，以去除衬底背面的第一导电类型离子注入层，相邻的第一导电类型激活区间由衬底间隔；

步骤5、对衬底的背面进行第二导电类型杂质离子的注入与炉管退火，以在衬底的背面得到第二导电类型激活区，其中，第二导电类型激活区与第一导电类型激活区间交替排列；

步骤6、在上述衬底的背面进行金属化，以得到集电极金属层，所述集电极金属层与第一导电类型激活区、第二导电类型激活区欧姆接触。

所述步骤2中，第一导电类型杂质离子的注入能量为400keV～3MeV，注入剂量为5e11cm^-2～5e13cm^-2。