[发明专利]一种场截止绝缘栅双极型晶体管器件的制作方法

摘要

一种场截止绝缘栅双极型晶体管器件的制作方法，属于功率半导体器件技术领域，本发明是在传统NPT‑IGBT器件工艺基础上，先将基本形成MOS结构的Si单晶片进行第一次减薄，并采用扩散系数较大的材料，利用离子注入形成较厚的FS层(N‑buffer层)，再经过常规工艺完成正面完整的MOSFET结构后再进行第二次减薄，并进行背面P型注入及蒸发工艺，最终实现FS‑IGBT技术；本发明利用低成本方案解决了常规IGBT工艺平台难以兼容FS‑IGBT的技术难点，因此，可以在常规的工艺设备基础上实现高性能FS‑IGBT器件的制备。

主权项

一种场截止绝缘栅双极型晶体管器件的制作方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤1、基于IGBT工艺平台，在Si单晶片的一面形成基本的金属氧化物半导体的MOS结构，包括N‑drift上热生长的栅氧化层以及栅氧化层上淀积的poly‑si层，所述Si单晶片为n型的单晶硅片，所述的MOS结构一侧定义为Si单晶片的正面，另一侧定义为背面；步骤2：对Si单晶片的背面即N‑buffer层进行第一次减薄，通过机械方法或化学腐蚀方法将单晶片减薄至160um‑250um，再对Si单晶片进行清洗；步骤3：选择施主元素作为离子注入源，通过离子注入方式，在单晶片的背面注入一层施主离子；步骤4：通过扩散炉对背面注入后的硅单晶片进行高温扩散，形成厚度为50um至150um的N‑buffer层，作为FS‑IGBT的场截止层；步骤5：选择受主元素作为离子注入源，通过离子注入方式，在单晶片的正面注入一层受主离子，经过高温扩散形成IGBT的P‑base区；步骤6：选择施主元素作为离子注入源，通过离子注入方式，在单晶片的正面注入一层施主离子，并经过高温扩散形成IGBT的n+源区；步骤7：通过低压化学气相淀积LPCVD在硅单晶片正面淀积金属前介质层，并进行孔刻蚀，形成IGBT金属电极区即metal区；步骤8：通过光刻、溅射或蒸发金属的方法，制作Si单晶片正面电极，所述正面金属电极的金属材料为Al或Al‑Si‑Cu；步骤9：对Si单晶片的背面进行第二次减薄，通过机械方法或化学腐蚀方法将单晶片减薄至80um至120um，再对Si单晶片进行清洗；步骤10：选择受主元素作为离子注入源，通过离子注入方式，在单晶片的背面注入一层受主离子；步骤11：通过扩散炉对背面注入后的硅单晶片进行高温退火，完成对背面注入离子的激活，形成FS‑IGBT的P‑collector层；步骤12：通过蒸发金属的方法，制作Si单晶片背面金属电极，得到完整的FS‑IGBT器件。