半导体器件的制造方法技术

技术编号:22332038 阅读:66 留言:0更新日期:2019-10-19 12:38
本申请实施例公开了一种半导体器件的制造方法,该方法包括从半导体衬底的第一表面对半导体衬底进行第一离子注入;第一离子注入的深度,小于半导体器件的厚度;在第一表面粘合承载片;承载片用于固定半导体衬底;在半导体衬底的第二表面对半导体衬底进行第二离子注入;第二离子注入的方向不同于第一离子注入;第二表面的方向相背于第一表面的方向。

Manufacturing methods of semiconductor devices

【技术实现步骤摘要】
半导体器件的制造方法
本申请实施例涉及半导体技术,涉及但不限于一种半导体器件的制造方法。
技术介绍
纵向形成的半导体器件通常需要多层工艺进行叠层或通过分次离子注入来形成,例如IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor,绝缘栅双极型晶体管)器件,需要分别进行多次N型或P型离子注入后,形成PNPN结构,最终形成整个纵向器件。而进行较深位置的离子注入时,通常需要高浓度的离子材料经过高能离子注入设备的处理后注入至半导体衬底内部,实现半导体的掺杂。而高能离子注入设备的造价较为昂贵,对较深位置的离子注入还需要较高的能量,这对于纵向结构的半导体器件的量产和广泛使用都造成了不利的影响。
技术实现思路
有鉴于此,本申请实施例提供一种半导体器件的制造方法,该方法包括:从半导体衬底的第一表面对所述半导体衬底进行第一离子注入;所述第一离子注入的深度,小于所述半导体器件的厚度;在所述第一表面粘合承载片;所述承载片用于固定所述半导体衬底;在所述半导体衬底的第二表面对所述半导体衬底进行第二离子注入;所述第二离子注入的方向不同于所述第一离子注入;所述第二表面的方向相背于所述第一表面的方向。在本申请实施例中,在制造半导体器件时,先从半导体衬底的一个表面进行离子注入,注入深度可以控制在较浅的范围内。然后将半导体衬底的这一表面与承载片粘合在一起,将半导体衬底的表面固定,然后在半导体衬底的背面继续进行离子注入。如此,就能够从半导体衬底的两侧分别进行深度较浅的离子注入处理,实现整个器件内部的离子注入,避免了使用较为昂贵且精度要求较高的高能离子注入设备和材料,节省了制造成本,提升了产品生产的良率。附图说明图1为一种IGBT器件的结构示意图;图2为一种IGBT器件的等效原理图;图3为本申请实施例中一种半导体器件的制造方法的流程示意图;图4为本申请实施例中在半导体衬底上形成一部分半导体器件结构的工艺原理示意图;图5为本申请实施例中将承载片与半导体衬底粘合的原理示意图;图6为本申请实施例中对半导体衬底进行减薄的原理示意图;图7A为本申请实施例中从半导体衬底背面进行J2层的离子注入的原理示意图;图7B为本申请实施例中从半导体衬底背面进行J3层的离子注入并形成完整半导体器件的原理示意图;图8为本申请实施例中对承载片进行减薄后的结构示意图。具体实施方式IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor,绝缘栅双极型晶体管)是由BJT(BipolarJunctionTransistor,双极型三极管)和MOS(MetalOxideSemiconductor,金属-氧化物-半导体/绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,是一种非通即断的开关。IGBT没有放大电压的功能,导通时可以看作导线,断开时当作开路。图1为一实施例中IGBT器件的结构示意图,如图1所示,IGBT器件的为一纵向的器件,厚度可以达到6mil(密尔)。该IGBT器件的底层为J3层,由半导体材料制成的衬底经过P型重掺杂形成的,J3层与金属材料构成的集电极C相连接。J3层以上的J2层是通过N型轻掺杂或重掺杂后形成的。在J2层以上的J1层由不同区域分别形成的P掺杂区域和N掺杂区域构成,并与J2层之间形成沟道。J1层N型重掺杂的区域用于与金属材料连接构成IGBT器件的发射极E。此外,IGBT器件顶层还包括由绝缘层和金属层构成的栅极G。图2为上述IGBT器件的等效原理图,从图2中可以看出,上述IGBT器件可以等效为一个NMOS管、一个NPN型三极管和一个PNP型三极管构成;此外,器件中还存在电阻Rs。上述NPN型三极管和PNP型三极管的发射极和集电极构成了IGBT的发射极E和集电极C,NMOS管的栅极作为IGBT器件的栅极G。上述IGBT器件通过纵向的逐层的离子注入形成,如,先利用高浓度高能量的P型离子注入至衬底最下部,形成J3层;再依次逐层进行离子注入。而这种方式需要具有高能量、高电流的离子注入设备,以及高浓度的离子材料,在衬底上进行精确地注入操作,因此,这种形成方式的工艺制程复杂,耗能高,耗时长,使用到的离子注入设备和离子材料都较为昂贵,不利于器件的大规模生产和使用。本申请实施例通过从器件两侧分别进行离子注入的方式,降低了类似于上述IGBT器件的半导体器件的制造成本和制造难度,下面结合附图和实施例进行详细说明。图3为本申请实施例一种半导体器的制造方法,如图3所示,该方法包括:步骤101、从半导体衬底的第一表面对半导体衬底进行第一离子注入;第一离子注入的深度,小于半导体器件的厚度;对于纵向形成的半导体器件,通常需要进行多次不同深度的离子注入,而对于较深的离子注入,高能离子注入的设备和材料才能够实现。这里,在半导体衬底的一个表面,采用普通的能量较低的离子注入设备,在半导体衬底表面进行第一离子注入,完成半导体器件较上层的离子注入即可,不需要对半导体器件底部的区域也进行离子注入。因此,第一离子注入的深度是小于半导体器件的厚度的,例如,将半导体器件厚度的一半作为第一离子注入的深度,在实际应用中,可以根据设备的能力或生产效能的要求来灵活设定。第一离子注入可以包括多次不同类型的离子注入,可以根据器件的类型和需求来设定。步骤102、在第一表面粘合承载片;承载片用于固定半导体衬底;完成半导体器件一侧的制程后,可以在第一表面粘合一个承载片,用来固定半导体衬底。然后,可以将粘合了承载片的半导体衬底翻转过来,并继续在半岛体衬底的背面完成后续的步骤。这里的承载片可以是另一半导体材料制成的衬底,也可以是其他绝缘材料制成的承载片。步骤103、在半导体衬底的第二表面对半导体衬底进行第二离子注入;第二离子注入的方向不同于第一离子注入;第二表面的方向相背于第一表面的方向。翻转带有承载片的半导体衬底后,可以从半导体衬底的背面进行处理。这里,可以从半导体衬底的背面进行第二离子注入,与第一离子注入的方向不同,但离子注入的方式类似,第二离子注入的深度可以到达第一离子注入的位置,从而与第一离子注入共同完成整个器件的离子注入。第二离子注入也可以包括多次不同类型的离子注入,在实际应用中,可以根据器件的类型和需求来设定。通过上述方法,分别从半岛体衬底的两侧来进行离子注入,解决了仅从半导体衬底正面进行离子注入时,需要高能离子注入的设备和材料的问题,降低了能耗,提升了制造的成效。在一些实施例中,上述在第一表面粘合承载片包括:步骤11、在第一表面进行平坦化处理,形成平坦化表面;步骤12、在平坦化表面粘合上述承载片。由于在上述过程中,需要稳固地粘合承载片,同时避免已经制作完成的半导体器件的正面被损坏,因此,可以在上述半导体衬底的第一表面,也就是半导体器件的正面进行平坦化处理,形成平坦化表面。然后,将上述承载片粘合在平坦化表面上。在其他实施例中,上述在平坦化表面粘合所述承载片,包括:使平坦化表面与承载片表面形成化合键,使平坦化表面与承载片粘合。将承载片粘合在半导体衬底的方法可以采用低温直接键合的方法,也就是使承载片与平坦化表面之间形成化合键,从而使平坦化表面与承载片紧密结合。本申请实施例提供另一种半导体器的制造方法,该方法包括:步骤201、从半导体衬底的第一表面对所述半导体衬底进行至少本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体器件的制造方法,其特征在于,所述方法包括:从半导体衬底的第一表面对所述半导体衬底进行第一离子注入;所述第一离子注入的深度,小于所述半导体器件的厚度;在所述第一表面粘合承载片;所述承载片用于固定所述半导体衬底;在所述半导体衬底的第二表面对所述半导体衬底进行第二离子注入;所述第二离子注入的方向不同于所述第一离子注入;所述第二表面的方向相背于所述第一表面的方向。

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件的制造方法,其特征在于,所述方法包括:从半导体衬底的第一表面对所述半导体衬底进行第一离子注入;所述第一离子注入的深度,小于所述半导体器件的厚度;在所述第一表面粘合承载片;所述承载片用于固定所述半导体衬底;在所述半导体衬底的第二表面对所述半导体衬底进行第二离子注入;所述第二离子注入的方向不同于所述第一离子注入;所述第二表面的方向相背于所述第一表面的方向。2.根据权利要求1所述的制造方法,其特征在于,所述在所述第一表面粘合承载片包括:在所述第一表面进行平坦化处理,形成平坦化表面;在所述平坦化表面粘合所述承载片。3.根据权利要求2所述的制造方法,其特征在于,所述在所述平坦化表面粘合所述承载片,包括:使所述平坦化表面与所述承载片表面形成化合键,使所述平坦化表面与所述承载片粘合。4.根据权利要求1所述的制造方法,其特征在于,所述从半导体衬底的第一表面对所述半导体衬底进行第一离子注入,包括:从半导体衬底的第一表面对所述半导体衬底进行至少一次P型离子注入和/或至少一次N型离子注入。5.根据权利要求1所述的制造方法,其特征在于,所述在所述半导体衬底的第二表面对所述半导体衬底进行第二离子注入,包括:在所述半导体衬底的第二表面,对所述半导体衬底进行至少一次P型离子注入和/或至少一次N型离子注入。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员:谭经纶
申请(专利权)人:芯盟科技有限公司
类型:发明
国别省市:浙江,33

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