[发明专利]一种形成IGBT电场终止层的方法

说明书

本发明提供一种形成IGBT电场终止层的方法，涉及IGBT工艺技术领域。该形成IGBT电场终止层的方法，包括以下步骤：S1、衬底准备；S2、栅氧化层的生长；S3、多晶淀积并光刻；S4、P型体区注入；S5、P型体区推进；S6、N+注入并推进；S7、介质层淀积；S8、接触孔光刻和金属溅射；S9、背面P型集电区注入；S10、背面集电区退火；S11、背面多次高能质子注入；S12、高能质子注入退火；S13、背面集电极金属溅射。本发明，采用多次高能质子注入，然后通过在350度‑450度的温度和N2条件下退火，在IGBT背面就会形成20um‑50um厚度的N型杂质分布，从而起到电场终止层的作用，由于较厚的电场终止层内电子较多，IGBT关断时电流将不会突然下降到零，从而不会引起IGBT的震荡。

技术领域

本发明涉及IGBT工艺技术领域，具体为一种形成IGBT电场终止层的方法。

背景技术

IGBT的静动态功耗要求越来越低，降低IGBT的厚度是实现该目的的有效方法,为了保持IGBT的耐压能力，在IGBT的背面形成电场终止层是保持IGBT耐压的有效方法。

形成IGBT的电场终止层，目前用的方法是在IGBT正面加工完之后，将衬底减薄到需要的厚度，然后在背面注入P,然后通过激光退火激活，在衬底背面1-2um的深度范围内就形成了浓度增加的N型杂质分布即电场终止层，从而起到提高IGBT耐压的目的，这种方法形成的电场终止层尽管能起到耐压的作用，但由于电场终止层深度只有1-2um,IGBT关断时电流下降快，造成IGBT关断时产生震荡，从而影响IGBT的可靠性。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种形成IGBT电场终止层的方法，解决了现有技术中存在的缺陷与不足。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种形成IGBT电场终止层的方法，所述方法包括以下步骤：

S1、衬底准备，衬底为均匀掺杂的N型硅基衬底；

S2、栅氧化层的生长，条件为1100-1150℃干氧生长方式；

S3、多晶淀积并光刻，淀积的多晶厚度为1um左右，掺杂后方块电阻为4-16ohm/sq；

S4、P型体区注入，为B杂质注入，注入剂量为2-10e13/cm²，注入能量为60-100Kev；

S5、P型体区推进；推进温度为1150℃,时间为90-120min；

S6、N+注入并推进，注入As,剂量为5e15/cm²-10e15/cm²,能量为100-120Kev,推进温度为950-1100℃,时间为60-90min；

S7、介质层淀积，采用CVD淀积的厚度为1um左右的SiO₂膜层，参P或B或P和B都掺杂的SiO₂；

S8、接触孔光刻和金属溅射，金属采用蒸发或溅射方式形成,厚度为3-4um左右的AlSiCu或AlSi；

S9、背面P型集电区注入，为B注入，剂量1e13-1e14/cm²间，能量为40Kev-100Kev；

S10、背面集电区退火，采用激光退火，激活率为60％以上；

S11、背面多次高能质子注入，采用高能质子注入设备，注入能量从300K到2M，剂量从5e14/cm²到1e12/cm²的质子；

S12、高能质子注入退火；退火温度为350-450℃,时间30min-120min,气氛为N²；