一种IGBT器件的制造方法及结构技术

本发明专利技术提供一种IGBT器件的制造方法及结构，方法包括：首先提供一基底，于基底表面形成绝缘层；然后刻蚀绝缘层和基底，形成多个接触孔槽；接着于接触孔槽侧面和底部以及绝缘层表面形成接触金属，各个接触孔槽中的接触金属相连；接着于接触金属表面形成正面金属层；最后刻蚀正面金属层，形成正面金属层图案，以金属层图案为掩膜，刻蚀去除部分接触金属。本发明专利技术的接触金属可以和正面金属层具有更大的接触面积，从而降低接触金属和正面金属层的接触电阻，进而降低IGBT的导通压降。本发明专利技术的IGBT结构表面具有更厚的金属，提高了金属热容，从而有利于器件工作时散热，降低IGBT工作结温，提升IGBT工作寿命。升IGBT工作寿命。升IGBT工作寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种IGBT器件的制造方法及结构


[0001]本专利技术属于功率半导体器件
，特别是涉及一种IGBT器件的制造方法及结构。

技术介绍

[0002]IGBT作为一种混合型功率器件，具有MOS结构输入和双极性结构输出的特点，因此既具有MOSFET输入阻抗高、驱动电路功率小、驱动简单、开关速度快、开关损耗小的优点，又具有双极性功率晶体管电流密度大、电流处理能力强、导通饱和压降低的优点。经过近四十年的发展，IGBT的间距(pitch)越来越小，与之相对应的其孔的尺寸也越来越小。为了孔的良好填充，IGBT工艺中在淀积正面金属层需要先淀积接触孔金属层。如图1所示，目前常规IGBT制作工艺是在基底1A上先形成绝缘层2A，然后刻蚀绝缘层2A和基底1A形成接触孔槽3A，再在所述接触孔槽3A中淀积接触金属4A，接着通过化学机械抛光(CMP)或回刻工艺对基底表面进行接触金属4A的去除，然后再淀积正面金属层5A，接着进行正面金属层5A的干法或湿法刻蚀，最终结构如图1。上述常规工艺虽可以制作IGBT器件，但是随着IGBT孔的尺寸不断缩小和IGBT低导通压降要求越来越高，金属接触电阻也显得越来越重要。
[0003]目前常规IGBT制作工艺中，若采用W金属回刻工艺，虽然工艺制作成本低，但是由于W晶粒大，接触孔顶部剩余的W表面形貌差，而且各个孔中填充的W表面形貌一致性也不好，导致各个孔中W与正面金属层的接触电阻不同，进而导致各孔流出电流均匀性变差，降低器件可靠性；若对W采用CMP工艺，接触孔顶部剩余的W表面形貌好，但是CMP工艺成本高。

技术实现思路

[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种IGBT器件的制造方法及结构，用于解决现有技术中IGBT器件正面金属层与接触金属间接触电阻高，导通压降高，电流均匀性差等问题。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种IGBT器件的制造方法，所述制造方法至少包括：
[0006]1)提供一基底，于所述基底表面形成绝缘层；
[0007]2)刻蚀所述绝缘层和所述基底，形成多个接触孔槽；
[0008]3)于所述接触孔槽侧面和底部以及绝缘层表面形成接触金属，各个所述接触孔槽中的所述接触金属相连；
[0009]4)于所述接触金属表面形成正面金属层；
[0010]5)刻蚀所述正面金属层，形成正面金属层图案，以所述金属层图案为掩膜，刻蚀去除部分所述接触金属。
[0011]可选地，所述步骤1)中，所述基底至少包括衬底、载流子存储掺杂区、体掺杂区、源掺杂区、及沟槽栅结构，所述衬底包括相对的第一主面及第二主面，所述沟槽栅结构设置于所述第一主面并贯穿所述源掺杂区、所述体掺杂区及载流子存储掺杂区至所述衬底中，所述源掺杂区设置于所述体掺杂区内，且位于所述沟槽栅结构的侧面，所述载流子存储掺杂
区设置于所述体掺杂区下方。
[0012]可选地，所述步骤2)，刻蚀所述绝缘层、所述源掺杂区及体掺杂区，形成多个所述接触孔槽。
[0013]可选地，所述步骤3)中，形成所述接触金属的方法至少包括：于所述接触孔槽侧面和底部以及绝缘层表面形成粘附层；于所述粘附层表面形成阻挡层；于所述阻挡层表面形成接触金属层。
[0014]可选地，所述正面金属层的材料包括AlCu或AlSiCu中的一种或两种的组合。
[0015]可选地，所述正面金属层的厚度介于3μm～6μm之间。
[0016]本专利技术还提供一种IGBT结构，所述结构至少包括：
[0017]基底，表面形成有绝缘层；
[0018]多个接触孔槽，形成于所述绝缘层和所述基底中；
[0019]接触金属，形成于所述接触孔槽侧面和底部以及绝缘层表面，各个所述接触孔槽中的所述接触金属相连；
[0020]正面金属层图案，形成于所述接触金属表面。
[0021]可选地，所述基底至少包括衬底、载流子存储掺杂区、体掺杂区、源掺杂区、及沟槽栅结构，所述衬底包括相对的第一主面及第二主面，所述沟槽栅结构设置于所述第一主面并贯穿所述源掺杂区、所述体掺杂区及载流子存储掺杂区至所述衬底中，所述源掺杂区设置于所述体掺杂区内，且位于所述沟槽栅结构的侧面，所述载流子存储掺杂区设置于所述体掺杂区下方。
[0022]可选地，多个所述接触孔槽形成于所述绝缘层、所述源掺杂区及体掺杂区中。
[0023]可选地，所述接触金属包括：
[0024]粘附层，形成于所述接触孔槽侧面和底部以及绝缘层表面；
[0025]阻挡层，形成于所述粘附层表面；
[0026]接触金属层，形成于所述阻挡层表面。
[0027]可选地，所述正面金属层图案的材料包括AlCu或AlSiCu中的一种或两种的组合。
[0028]可选地，所述正面金属层图案的厚度介于3μm～6μm之间。
[0029]如上所述，本专利技术的一种IGBT器件的制造方法及结构，具有以下有益效果：
[0030]本专利技术的接触金属可以和正面金属层具有更大的接触面积，从而降低接触金属和正面金属层的接触电阻，进而降低IGBT的导通压降。
[0031]本专利技术的IGBT结构表面具有更厚的金属，金属越厚，金属热容越大，从而有利于器件工作时散热，降低IGBT工作结温，提升IGBT工作寿命。
附图说明
[0032]图1为现有技术的IGBT结构示意图。
[0033]图2～图7为本专利技术IGBT器件的制造方法的各个步骤所呈现的结构示意图。
[0034]元件标号说明
[0035]1，1A
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
基底
[0036]11
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
衬底
[0037]12
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
载流子存储掺杂区
[0038]13
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
体掺杂区
[0039]14
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
源掺杂区
[0040]15
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
栅介质层
[0041]16
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
多晶硅层
[0042]2，2A
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
绝缘层
[0043]3，3A
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
接触孔槽
[0044]4，4A
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
接触金属
[0045]41
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
粘附层
[0046]42
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
阻挡层
[0047]43
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
接触金属本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种IGBT器件的制造方法，其特征在于，所述制造方法至少包括：1)提供一基底，于所述基底表面形成绝缘层；2)刻蚀所述绝缘层和所述基底，形成多个接触孔槽；3)于所述接触孔槽侧面和底部以及绝缘层表面形成接触金属，各个所述接触孔槽中的所述接触金属相连；4)于所述接触金属表面形成正面金属层；5)刻蚀所述正面金属层，形成正面金属层图案，以所述金属层图案为掩膜，刻蚀去除部分所述接触金属。2.根据权利要求1所述的IGBT器件的制造方法，其特征在于：所述步骤1)中，所述基底至少包括衬底、载流子存储掺杂区、体掺杂区、源掺杂区、及沟槽栅结构，所述衬底包括相对的第一主面及第二主面，所述沟槽栅结构设置于所述第一主面并贯穿所述源掺杂区、所述体掺杂区及载流子存储掺杂区至所述衬底中，所述源掺杂区设置于所述体掺杂区内，且位于所述沟槽栅结构的侧面，所述载流子存储掺杂区设置于所述体掺杂区下方。3.根据权利要求2所述的IGBT器件的制造方法，其特征在于：所述步骤2)，刻蚀所述绝缘层、所述源掺杂区及体掺杂区，形成多个所述接触孔槽。4.根据权利要求1所述的IGBT器件的制造方法，其特征在于：所述步骤3)中，形成所述接触金属的方法至少包括：于所述接触孔槽侧面和底部以及绝缘层表面形成粘附层；于所述粘附层表面形成阻挡层；于所述阻挡层表面形成接触金属层。5.根据权利要求1所述的IGBT器件的制造方法，其特征在于：所述正面金属层的材料包括AlCu或AlSiCu中的一种或两种的组合。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹功勋，吴晓丽，刘建华，
申请(专利权)人：上海积塔半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：