[发明专利]逆导IGBT器件结构及制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体器件及其制造方法，尤其是一种逆导IGBT器件结构及制造方法，属于IGBT技术领域。

背景技术

IGBT为绝缘栅型双极晶体管的首字母简称，是一种压控型功率器件，作为高压开关被普遍应用。

传统的IGBT在承受反压时，集电结反偏而不能导通。逆导型IGBT就是当IGBT承受反压时，可以允许电流从发射极流向集电极。逆导型IGBT的思想节省了芯片面积、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（面向服务的体系结构，service-oriented architecture）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。在实际的应用中，IGBT多用于驱动感性的负载。为了在IGBT关断后为感性负载提供泄放电流回路，通常在IGBT旁边反并联一个FRD（快恢复二极管）。实际上，目前市场上销售的IGBT单管及模块，多是由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，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。

在常规的逆导型IGBT制备工艺中，首先是正面工艺，包括氧化，离子注入，曝光，淀积和刻蚀等形成正面的PN结、栅电极和发射极图形。然后是背面的减薄工艺和背面光刻和离子注入。常规的IGBT背面都是P型掺杂的，而逆导型IGBT是部分P型掺杂，部分N型掺杂的，所以需要在完成正面工艺之后，在背面加一道光刻的制程，而这个制程由于需要翻转，涂胶，甩胶，光刻等制程，容易造成碎片和划伤等，从而降低流片的良率。

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IGBT器件结构及制造方法，该制造方法避免了背面光刻工艺，从而可以避免翻转的工艺，从而降低流片过程中碎片和划伤的几率，提高了良率。

按照本发明提供的技术方案，所述逆导IGBT器件结构，在所述逆导IGBT器件的截面上，包括第一导电类型漂移区，第一导电类型漂移区具有相互平行的正面和背面；所述第一导电类型漂移区内设有第二导电类型基区，第二导电类型基区由第一导电类型漂移区的正面向背面方向延伸，且第二导电类型基区的延伸距离小于第一导电类型漂移区的厚度，在所述第二导电类型基区的上部设有第一导电类型发射区；特征是：所述第一导电类型漂移区内的第二导电类型基区通过位于第一导电类型漂移区正面上的栅氧化层以及位于栅氧化层下方的第一导电类型漂移区相隔离；所述栅氧化层位于第一导电类型漂移区正面的中心区，分别与两侧的第二导电类型基区相接触，并与两侧第二导电类型基区内相邻的第一导电类型发射区相接触；在所述栅氧化层上设有多晶栅，多晶栅的形状与栅氧化层的形状相一致；所述第二导电类型基区位于第一导电类型漂移区正面中心区的外圈，第二导电类型基区环绕多晶栅和栅氧化层；在所述第二导电类型基区上设有发射极，发射极与第二导电类型基区和该第二导电类型基区内的第一导电类型发射区相接触，在多晶栅上设有栅电极；在所述第一导电类型漂移区的底部设有阱状的第二导电类型集电区，第二导电类型集电区由第一导电类型漂移区背面的一侧向另一侧延伸，且第二导电类型发射区的延伸长度小于第一导电类型漂移区的宽度；在所述第一导电类型漂移区的背面金属化形成第二导电类型集电金属区。

所述发射极和栅电极相互隔离。

所述第一导电类型发射区由第一导电类型漂移区的正面向背面方向延伸。

所述第二导电类型集电金属区为Al/Ti/Ni/Ag多层金属。

本发明涉及一种逆导IGBT器件结构逆导IGBT器件结构的制造方法，特征是，采用如下制作过程：

（1）提供具有第一面和第二面的硅衬底，在硅衬底的第一面上旋涂光刻胶并选择性地曝光显影，露出需要注入离子的区域；

（2）向注入离子的区域中注入第二导电类型离子形成第二导电类型掺杂区；

（3）去除硅衬底第一面上的光刻胶，由硅衬底的第一面外延生成一层得到第一导电类型漂移区，第一导电类型漂移区的背面与硅衬底的第一面接触，第一导电类型漂移区远离硅衬底的一面为正面；再进行推阱的热处理，在硅衬底的第一面和第一导电类型漂移区的背面之间形成阱状的第二导电类型集电区，第二导电类型集电区由第一导电类型漂移区背面的一侧向另一侧延伸，且第二导电类型集电区的延伸长度小于第一导电类型漂移区的宽度；

（4）在所述第一导电类型漂移区的正面上生长得到栅氧化层；