一种FS型IGBT器件的制造方法技术

本发明专利技术涉及一种FS型IGBT器件的制造方法，包括以下步骤：将硅片背面减薄；在硅片的背面注入N型杂质；在硅片的背面生长氧化层保护层；对硅片的正面进行常规步骤直至ILD淀积；在硅片的正面淀积SIN介质保护层；在硅片的正面涂覆光刻胶并将光刻胶烘干；去除硅片背面氧化层保护层；去除硅片正面的保护用光刻胶；在硅片的背面注入P型重掺杂集电区的离子；在硅片的背面淀积氧化层保护层；去除硅片正面的SIN保护层；对硅片的正面从淀积步骤开始继续进行常规的步骤；去除硅片背面的氧化层保护层；对硅片的背面进行常规的背金以及合金步骤。本发明专利技术可以对硅片背面的P型离子注入进行良好的激活，又不至于对正面结构引入其他影响进而导致电学参数的漂移。

【技术实现步骤摘要】
一种FS型IGBT器件的制造方法
本专利技术涉及一种IGBT器件的制作方法，本专利技术尤其是涉及一种FS型IGBT（InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极晶体管）器件的制造方法，本专利技术属于半导体制造工艺

技术介绍
IGBT在内部结构上更像垂直结构的MOSFET，只不过它在漏极侧增加了高掺杂的P+层，称之为集电极。IGBT器件中，新增加的P型重掺杂区在IGBT器件导通时向基区注入空穴，产生基区电导调制效应，从而大大提高了器件的电流处理能力。IGBT器件按其纵向结构主要分为PT型、NPT型和FS型，其中PT型IGBT以高掺杂的P+为衬底，之上是N+缓冲层加外延形成的N-衬底，PTIGBT的饱和压降具有负温度系数，而NPT型IGBT和FS型IGBT是以低掺杂的N-基区作为衬底，是生产流程的起始点。FSIGBT是在NPTIGBT基础上增加了电场终止层（Nbuffer层）。NPT型和FS型IGBT因其导通压降的正温度系数、便于并联使用的特性而被广泛应用。FS型IGBT器件现有的制作方法一般是在正面工艺完成后，再给圆片正面贴保护膜，然后进行背面减薄、化学腐蚀以及N型离子注入与推阱、P型离子注入与激活，最后再进行背金以完成整个IGBT器件的制作工艺。对于较厚的Nbuffer层（10um及以上）的FS器件，一般的做法是在正面工艺之前，先将硅片正面淀积一层介质层作为保护层，然后将硅片背面进行减薄并注入N型杂质，然后经历高温长时间的退火以形成较厚的Nbuffer层，接着再在背面淀积介质层（一般为氧化层，厚度2000A~8000A）进行背面保护，之后再去掉正面的保护层后继续正面工艺，直至完成正面工艺后再进行背面介质层去除、P型离子注入与激活、背金直至完成流片。以上制作工艺中，背面P型离子注入后的退火温度由于这时硅片正面已经有了金属铝而受到限制（不能高于500℃），一般为400～450℃。这个温度受限将导致P型杂质离子的激活率很低，进而导致IGBT的正向导通压降Vce(sat)不能达到理想值。为此又有改进方案，将具有较厚Nbuffer层的FS型IGBT背面P型离子的注入及激活提前到正面金属淀积之前，但一般的做法是正面金属淀积之前，在Poly淀积后（或者正面金属淀积之前的某一工序）将硅片正面用一层介质层进行保护。然后湿法腐蚀去除背面氧化层、背面P型离子注入（激活或不激活），背面用介质层保护后再返回正面，去除正面的保护介质层，继续完成正面工艺，接下来进行背金工艺直至完成流片。关于背面P型离子在正面金属完成前的哪一道工序进行，我们选择在ILDDEP后/孔刻蚀前。原因如下：（1）Poly淀积后做背面P型离子的注入存在弊端：Poly淀积后到正面工艺完成的过程中会经历多个热过程（至少PWELL推阱的热过程），这样会改变背面P型集电极区的杂质分布情况，进而较大程度地影响器件的特性；（2）从上述角度考虑，在ILDDEP后/孔刻蚀前进行背面P型离子的注入，既可以提升背面P型杂质的激活率，又可以不改变背面P型杂质的分布区间。关于在ILDDEP后/孔刻蚀前进行背面P型离子的注入，在背面P型离子注入前，硅片正面的保护层可选用涂胶或厚氧化层或者PECVDSiN或者多晶硅或者SIN加氧化层加光刻胶的组合。而已有的正面保护方法中难免存在一些弊端：（1）单纯的涂胶保护可能导致机台的玷污不建议选择；（2）单纯的厚氧化层保护存在的问题是背面湿法腐蚀也会腐蚀该保护层，而且在后边的正面工艺去保护层时存在问题：湿法腐蚀速率不可控，干法刻蚀易造成ILD层的损伤；（3）而用单纯的SiN保护正面也存在一个问题：湿法腐蚀去除背面2000~4000A的氧化层一般用BOE腐蚀，正面保护介质层PECVDSiN的厚度不好选择。SiN太厚使得应力太大则硅片有翘曲的风险；太薄的话，PECVD本身疏松，BOE对SiN有一定的腐蚀速率，可能导致SiN局部区域无法起到理想的保护作用，导致正面结构受影响进而影响到电学参数；（4）单纯的多晶硅保护存在的问题是多晶硅的去除只能干法去除，干法刻蚀易对ILD造成损伤；（5）多种膜层的组合保护，又会增加工序。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种可以对硅片背面的P型离子注入进行良好的激活、又不至于对正面结构引入其他影响进而导致电学参数的漂移的一种FS型IGBT器件的制造方法。按照本专利技术提供的技术方案，所述一种FS型IGBT器件的制作方法包括以下步骤：a、将硅片背面减薄；b、在硅片的背面注入N型杂质；c、在硅片的背面生长氧化层保护层；d、对硅片的正面进行常规工艺步骤直至ILD淀积步骤；e、在硅片的正面淀积SIN介质保护层；f、在硅片的正面涂覆保护用光刻胶并将光刻胶烘干；g、去除硅片背面所淀积的氧化层保护层；h、去除硅片正面所涂覆的保护用光刻胶；i、在硅片的背面注入P型重掺杂集电区的离子；j、在硅片的背面淀积氧化层保护层；k、去除硅片正面所淀积的SIN保护层；l、对硅片的正面从淀积步骤开始继续进行常规的孔光刻步骤、正面金属淀积步骤、合金步骤、钝化层的淀积步骤以及钝化层的光刻步骤；m、去除硅片背面所淀积的氧化层保护层；n、对硅片的背面进行常规的背金步骤以及合金步骤。本专利技术可以对硅片背面的P型离子注入进行良好的激活，在正面金属前背面P型离子注入前后可以对硅片正面进行良好的保护，且不至于在正面保护层去除过程中对正面结构引入其他影响进而导致电学参数的漂移。另外在背面P型离子注入后/背面金属淀积前，可以对背面进行保护，不至于对背面造成损伤或污染。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。一种FS型IGBT器件的制作方法包括以下步骤：a、准备一种N型FZ衬底，根据电压等级要求，将硅片减薄到所需厚度；b、硅片正面淀积一层保护层一般采用热氧化法，正反面均生长氧化硅，正面氧化层作为保护层，背面保护层作为N型杂质注入屏蔽层，然后进行背面N型杂质注入并且经过长时间高温热过程以形成厚的Nbuffer层；c、在硅片的背面生长氧化层作为背面保护层；d、进行正面工艺，形成多晶硅栅极、P阱、N+区、P+区，直至ILD淀积步骤（即ILDDEP步骤）；e、在硅片的正面淀积介质层保护层、在硅片的正面涂覆保护用光刻胶烘干，硅片正面淀积的介质层选择2000A左右SIN，用以保护正面膜层和结构不受机械或其他形式损伤；g、去除硅片背面所淀积的氧化层保护层，一般采用湿法腐蚀的方法去除；h、去除硅片正面所涂覆的保护用光刻胶；i、在硅片的背面注入P型杂质，激活或者不激活，由于是在金属前，激活温度可以>500℃；j、在硅片的背面淀积一层氧化层介质层用以保护背面重掺杂P型层，所淀积的介质层的厚度为2000A~4000A；k、去除步骤(e)所述硅片正面所淀积的SIN介质层，一般采用湿法腐蚀的方法去除；l、继续硅片正面工艺形成接触孔形貌，淀积金属形成金属互联，淀积钝化层，将电极窗口开窗刻蚀；m、去除步骤(j)硅片背面所淀积的氧化层介质层；n、对硅片的背面进行背金以及合金化。本专利技术的
技术介绍
工艺步骤大体如下：主要思路都是要提高背面P型重掺杂的激活效率，把背面P型重掺杂提前到正面金属前进行注入和激活，但这里主要分为以下三个方面来考虑：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种FS型IGBT器件的制作方法，其特征在于该制作方法包括以下步骤：a、将硅片背面减薄；b、在硅片的背面注入N型杂质；c、在硅片的背面生长氧化层保护层；d、对硅片的正面进行常规工艺步骤直至ILD淀积步骤；e、在硅片的正面淀积SIN介质保护层；f、在硅片的正面涂覆保护用光刻胶并将光刻胶烘干；g、去除硅片背面所淀积的氧化层保护层；h、去除硅片正面所涂覆的保护用光刻胶；i、在硅片的背面注入P型重掺杂集电区的离子；j、在硅片的背面淀积氧化层保护层；k、去除硅片正面所淀积的SIN保护层；l、对硅片的正面从淀积步骤开始继续进行常规的孔光刻步骤、正面金属淀积步骤、合金步骤、钝化层的淀积步骤以及钝化层的光刻步骤；m、去除硅片背面所淀积的氧化层保护层；n、对硅片的背面进行常规的背金步骤以及合金步骤。

【技术特征摘要】
1.一种FS型IGBT器件的制作方法，其特征在于该制作方法包括以下步骤：a、将硅片背面减薄；b、在硅片的背面注入N型杂质；c、在硅片的背面生长氧化层保护层；d、对硅片的正面进行常规工艺步骤直至ILD淀积步骤；e、在硅片的正面淀积SIN介质保护层；f、在硅片的正面涂覆保护用光刻胶并将光刻胶烘干；g、去除硅片背面所淀积的氧化层保护层；h、去除硅片正...

【专利技术属性】
技术研发人员：程炜涛，訾彤彤，杨晓鸾，王海军，叶甜春，
申请(专利权)人：江苏中科君芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32