一种半导体器件的制造方法技术

本发明专利技术提供一种半导体器件的制造方法，包括：提供器件衬底；对所述器件衬底的背面进行第一离子注入，以在所述器件衬底中形成缓冲层；自所述器件衬底的所述背面进行第二离子注入，以在所述器件衬底中形成注入层，所述注入层的表面与所述背面齐平；进行退火处理，以激活所述缓冲层和所述注入层中的注入离子；自所述背面去除部分厚度的所述注入层，以减小所述注入层的结深至目标结深。本发明专利技术的方法可以避免器件衬底翘曲的问题出现。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体器件的制造方法
本专利技术涉及半导体
，具体而言涉及一种半导体器件的制造方法。
技术介绍
绝缘栅双极晶体管(InsulatedGateBipolarTransistor，简称IGBT)器件作为一种纵向分立器件，需要在器件背面形成缓冲层(bufferlayer)来承受纵向耐压。同时，需要在器件背面形成P型注入层作为背面电极，来实现大注入效应，降低器件导通压降Vcesat，降低功耗。针对600V～1700VIGBT产品，由于背面减薄的要求，缓冲层常规通过高能离子注入结合激光退火来形成。背面P型注入层形成工艺类似，也是通过离子注入结合激光退火来形成。缓冲层的设置是为了更好地增加器件的纵向耐压，缓冲层需要结深宽度增加的同时尽量减少晶格缺陷的存在。这些要求常规工艺上是通过离子注入能量和激光退火能量的增加来实现的。背面P型注入层为了更好地调节大注入效应，需要减小P型注入层的结深，实现类似“透明”电极。常规工艺上是通过离子注入能量和激光退火能量的降低来实现的。因此，常规需要两步离子注入结合两步激光退火工艺来实现。但是，这样工艺较为复杂。同时，多次激光退火会带来减薄后的晶圆翘曲加剧，给后续工艺带来很大负面影响。如图1所示是两步激光退火工艺实现的IGBT器件背面缓冲层和P型注入层中杂质的掺杂浓度分布示意图，其中曲线1表示缓冲层的杂质掺杂浓度分布曲线，曲线2表示P型注入层的杂质掺杂浓度分布曲线。因此，为了解决上述技术问题，本专利技术提出一种新的半导体器件的制造方法。
技术实现思路
在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。针对现有技术的不足，本专利技术一方面提供一种半导体器件的制造方法，包括：提供器件衬底；对所述器件衬底的背面进行第一离子注入，以在所述器件衬底中形成缓冲层；自所述器件衬底的所述背面进行第二离子注入，以在所述器件衬底中形成注入层，所述注入层的表面与所述背面齐平；进行退火处理，以激活所述缓冲层和所述注入层中的注入离子；自所述背面去除部分厚度的所述注入层，以减小所述注入层的结深至目标结深。示例性地，所述缓冲层的导电类型为N型，所述注入层的导电类型为P型。示例性地，使用旋转刻蚀的方法去除部分厚度的所述注入层。示例性地，去除的所述注入层的厚度范围为0.2μm～0.4μm。示例性地，所述第一离子注入的注入能量范围为2Mev～3Mev，注入剂量范围为1E12～5E13atom/cm2，和/或，所述第二离子注入的注入能量范围为20Kev～40Kev，注入剂量范围为1E13～1E14atom/cm2。示例性地，所述退火处理为激光退火处理。示例性地，所述激光退火为高能激光退火，其退火能量为1.5J～3J。示例性地，所述注入层位于所述缓冲层的顶面上。示例性地，所述退火处理后所述去除部分厚度的所述注入层的步骤之前所述注入层的结深范围为0.4μm～0.8μm，所述目标结深范围为0.2μm～0.4μm。示例性地，在进行所述第一离子注入之前，还包括对所述器件衬底的背面进行减薄的步骤。示例性地，在进行所述减薄之前，还包括以下步骤：在所述器件衬底的正面形成键合层；提供支撑衬底，将所述键合层和所述支撑衬底相接合。示例性地，所述半导体器件为IGBT器件。本专利技术的制造方法通过一步退火工艺实现对缓冲层和注入层中的注入离子的激活，可以有效避免因为多步退火而导致的器件衬底翘曲的问题的产生，然后再去除部分厚度的注入层，以减小注入层的结深，实现“透明”电极，保证器件的性能，因此，本专利技术的方法能够提高器件的良率和性能。附图说明本专利技术的下列附图在此作为本专利技术的一部分用于理解本专利技术。附图中示出了本专利技术的实施例及其描述，用来解释本专利技术的原理。附图中：图1示出了常规两步激光退火工艺实现的IGBT器件背面缓冲层和注入层杂质的掺杂浓度分布示意图；图2A至图2D示出了本专利技术一个实施方式的半导体器件的制造方法的相关步骤所获得的器件的剖面示意图；图3示出了本专利技术一个实施方式的半导体器件的制造方法的工艺流程图。具体实施方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。应当理解的是，本专利技术能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本专利技术的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本专利技术教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本专利技术的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。这里参考作为本专利技术的理想实施例(和中间结构)的示意图的横截面图来描述专利技术的实施例。这样，可以预期由于例如制造技术和/或容差导致的从所示形状的变化。因此，本专利技术的实施例不应当局限于在此所示的区的特定形状，而是包括由于例如制造导致的形状偏差。例如，显示为矩形的注入区在其边缘通常具有圆的或弯曲特征和/或注入浓度梯度，而不是从注入区到非注入区的二元改变。同样，通过注入形成的埋藏区可导致该埋藏区和注入进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，包括：提供器件衬底；对所述器件衬底的背面进行第一离子注入，以在所述器件衬底中形成缓冲层；自所述器件衬底的所述背面进行第二离子注入，以在所述器件衬底中形成注入层，所述注入层的表面与所述背面齐平；进行退火处理，以激活所述缓冲层和所述注入层中的注入离子；自所述背面去除部分厚度的所述注入层，以减小所述注入层的结深至目标结深。

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，包括：提供器件衬底；对所述器件衬底的背面进行第一离子注入，以在所述器件衬底中形成缓冲层；自所述器件衬底的所述背面进行第二离子注入，以在所述器件衬底中形成注入层，所述注入层的表面与所述背面齐平；进行退火处理，以激活所述缓冲层和所述注入层中的注入离子；自所述背面去除部分厚度的所述注入层，以减小所述注入层的结深至目标结深。2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述缓冲层的导电类型为N型，所述注入层的导电类型为P型。3.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，使用旋转刻蚀的方法去除部分厚度的所述注入层。4.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，去除的所述注入层的厚度范围为0.2μm～0.4μm。5.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述第一离子注入的注入能量范围为2Mev～3Mev，注入剂量范围为1E12～5E13atom/cm2，和/或，所述第二离子注入的注入能量范围为20Kev～40...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘剑，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31