逆导型IGBT器件的制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111415984A(43)申请公布日2020.07.14(21)申请号202010260320.6(22)申请日2020.04.03(71)申请人南京芯长征科技有限公司地址211100江苏省南京市江宁区苏源大道19号九龙湖国际企业总部园A2座10层(72)发明人吴凯白玉明杨飞张广银朱阳军(74)专利代理机构苏州国诚专利代理有限公司32293代理人韩凤(51)Int.Cl.H01L29/417(2006.01)H01L29/45(2006.01)H01L21/331(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称逆导型IGBT器件的制造方法(57)摘要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。CN111415984ACN111415984A权利要求书1/1页1.一种逆导型IGBT器件的制造方法，其特征是，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(7)，所述集电极金属层(7)与第一导电类型激活区、第二导电类型激活区欧姆接触。2.根据权利要求1所述的逆导型IGBT器件的制造方法，其特征是：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。3.根据权利要求1所述的逆导型IGBT器件的制造方法，其特征是：所述步骤3中，激光退火能量为0.5J～5J，退火时间为1μs～5μs，第一导电类型激活区的大小为10μm～200μm，相邻第一导电类型激活区的间距为10μm～200μm。4.根据权利要求1所述的逆导型IGBT器件的制造方法，其特征是：所述步骤4中，对衬底背面减薄的厚度为0.5μm～5μm。5.根据权利要求1所述的逆导型IGBT器件的制造方法，其特征是：步骤5中，第二导电类型杂质离子注入的能量为20keV～100keV，注入剂量为1e13cm-2～5e14cm-2，炉管退火温度400℃～500℃。6.根据权利要求1所述的逆导型IGBT器件的制造方法，其特征是：所述衬底的类型包括硅衬底。7.根据权利要求1所述的逆导型IGBT器件的制造方法，其特征是：在衬底的正面制备得到的元胞为平面型元胞或沟槽型元胞。2CN111415984A说明书1/4页逆导型IGBT器件的制造方法技术领域[0001]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[0002]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。[0003]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