一种FS-IGBT的制备方法技术

本发明专利技术提供一种在厚硅片上制备FS-IGBT的方法，用以解决中低压FS-IGBT制备过程中，薄硅片带来的制备工艺复杂、难度大，硅片翘曲、变形、碎片，硅片的大小受到限制、良品率低、成本高，难以实现产业化的问题，以及在后续晶圆的划片和芯片的封装中由于薄硅片带来的巨大技术挑战。选取轻掺杂的FZ硅作为第一硅片、和重掺杂的CZ硅或FZ硅作为第二硅片，首先在第一硅片的背面制作N型FS层、P型透明集电区，再将第一、二硅片键合，然后减薄第一硅片、制作正面结构，最后减薄第二硅片、再通过刻蚀、淀积金属、化学机械抛光形成集电极；即制备得FS-IGBT。

【技术实现步骤摘要】
一种FS-IGBT的制备方法
本专利技术属于功率半导体器件
，涉及绝缘栅双极型晶体管(IGBT)，具体涉及场截止型绝缘栅双极型晶体管(FS-IGBT)的制备方法。
技术介绍
绝缘栅双极型晶体管(IGBT)是一种MOS场效应和双极型晶体管复合的新型电力电子器件，它既有MOSFET易于驱动，控制简单的优点，又有功率晶体管导通压降低，通态电流大，损耗小的优点，已成为现代电力电子电路中的核心电子元器件之一，广泛应用在诸如通信、能源、交通、工业、医学、家用电器及航空航天等国民经济的各个领域。IGBT的专利技术和应用对电力电子系统性能的提升起到了极为重要的作用，自上世纪90年代以来，经过器件结构和制备工艺的不断发展，商业量产的IGBT器件及其模块已涵盖电压从370V至6500V，电流从2A至4000A的应用范围。从器件漂移区结构及其制备方法上讲，IGBT经历了从PT(穿通型)到NPT(非穿通型)再到FS(场截止型)的发展。第一代PT型结构元胞如图1所示，采用P+型CZ单晶硅片作为衬底，通过在P+型CZ硅片上依次外延N型buffer层和N-漂移区，然后在N-漂移区上制备MOS结构而成。该结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种FS‑IGBT的制备方法，包括以下步骤：第一步：选取两片N型单晶硅片作为第一硅片和第二硅片，其中第一硅片为厚度300～500微米的轻掺杂的FZ硅，掺杂浓度为1013～1014个/cm3，用以形成FS‑IGBT的漂移区；第二硅片为厚度300～500微米的重掺杂的CZ硅或FZ硅，掺杂浓度为1019～1020个/cm3，用以形成FS‑IGBT的背部N+区；第二步：在第一硅片的背面通过离子注入N型杂质并退火制作FS‑IGBT的N型FS层，形成的FS层的厚度为2～5微米，离子注入能量为40keV～500keV，注入剂量为1013～1014个/cm2，退火温度为1150‑1200℃，退火时间为60～3...

【技术特征摘要】
1.一种FS-IGBT的制备方法，包括以下步骤：第一步：选取两片N型单晶硅片作为第一硅片和第二硅片，其中第一硅片为厚度300～500微米的轻掺杂的FZ硅，掺杂浓度为1013～1014个/cm3，用以形成FS-IGBT的漂移区；第二硅片为厚度300～500微米的重掺杂的CZ硅或FZ硅，掺杂浓度为1019～1020个/cm3，用以形成FS-IGBT的背部N+区；第二步：在第一硅片的背面通过离子注入N型杂质并退火制作FS-IGBT的N型FS层，形成的FS层的厚度为2～5微米，离子注入能量为40keV～500keV，注入剂量为1013～1014个/cm2，退火温度为1150-1200℃，退火时间为60～300分钟；第三步：在第一硅片的背面再通过离子注入P型杂质并退火制作FS-IGBT的P型透明集电区，形成的P型集电区的厚度为0.5～2微米，离子注入能量为30keV～100keV，注入剂量为1013～1014个/cm2，退火温度为1150-1200℃，退火时间为0～60分钟；第四步：采用键合技术将第一硅片背面与第二硅片正面键合在一起形成第三硅片，键合温度为300～600℃，通过键合技术形成的第三硅片的第一硅片一侧为正面，第二硅片一侧为背面；第五步：减薄第三硅片正面至原第一硅片厚度为30～80微米，即减薄漂移区；第六步：通过光刻、氧化、离子注入、退火和淀积工艺在经过减薄的第三硅片正面制作FS-IGBT的正面结构，包括元胞MOS结构和终端结构,其中，P型体区和终端场限环的结深为2～3微米，离子注入能量为40ke...

【专利技术属性】
技术研发人员：张金平，陈钱，李丹，郭绪阳，朱章丹，李泽宏，任敏，张波，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51