IGBT器件的制作方法及IGBT器件技术

本发明专利技术提出一种IGBT器件的制作方法及IGBT器件，制作方法包括：提供一第一硅片和第二硅片；在第一硅片正面制作MOSFET(IGBT正面工艺)、沉积层间介质层、第一金属层以及第一硬掩膜；在第二硅片正面沉积第二硬掩膜，将第一硅片正面与第二硅片正面键合。本申请提供的IGBT器件的制作方法，在第一硅片和第二硅片形成键合之后进行第一硅片的背面工艺，此时的第一硅片不再是薄片，IGBT器件可以做到更薄。更薄的IGBT器件可以有效的解决大功率器件的散热问题；同时，在第一硅片背面进行的场终止FS区、集电极P型区制作工艺的稳定性更高。集电极P型区制作工艺的稳定性更高。集电极P型区制作工艺的稳定性更高。

【技术实现步骤摘要】
IGBT器件的制作方法及IGBT器件


[0001]本专利技术属于半导体制作方法
，尤其涉及一种IGBT器件的制作方法及IGBT器件。

技术介绍

[0002]场终止(Field stop,简称FS)结构的IGBT(绝缘栅双极型晶体管)，导通损耗低、导通压降温度系数为正，使得大功率的器件可并联使用。FS型IGBT具有FS区，其FS区是N型掺杂区，比IGBT中的N
‑
区掺杂浓度高，其作用是高压下电场强度在该层迅速减少实现电场终止。FS型IGBT包括：IGBT的硅衬底N
‑
区，FS区，背面P型区，背面金属层以及正面的MOSFET(金属
‑
氧化物
‑
半导体场效应晶体管)。目前制作FS型IGBT的方法一般是：首先在硅衬底上制作MOSFET器件，然后用研磨的方法从硅片背面去掉制作MOSFET时留下的残留层和部分硅衬底，然后用离子注入机从硅片的背面注入N型和P型杂质，采用热退火或激光退火激活注入的杂质，形成FS区和集电极区(P型区)；在P型区的下表面淀积金属层。IGBT本身较薄，现有的背面加工使用专门的薄片机台对IGBT背面进行研磨，研磨后的薄片在后续工艺中容易破裂，使得后续工艺的稳定性较差，产品的良率受到影响。

技术实现思路

[0003]为克服现有技术其中一缺陷，本专利技术提供一种IGBT器件的制作方法及IGBT器件。
[0004]本专利技术采用的技术方案为：
[0005]一种IGBT器件的制作方法，包括以下步骤：
>[0006]提供一第一硅片；
[0007]在所述第一硅片正面制作MOSFET，在MOSFET上沉积层间介质层；
[0008]在所述层间介质层中形成第一金属连接部；
[0009]在所述层间介质层上形成第一金属层；
[0010]在所述第一金属层上形成第一硬掩膜；
[0011]在所述第一硬掩膜中形成第二金属连接部；
[0012]提供一第二硅片；
[0013]在所述第二硅片正面沉积第二硬掩膜；
[0014]在所述第二硬掩膜中形成第三金属连接部；
[0015]将所述第一硅片正面与所述第二硅片正面键合；
[0016]在所述第一硅片背面制作场终止FS区；
[0017]在所述第一硅片背面制作集电极P型区；
[0018]在所述第一硅片背面形成背面金属。
[0019]在本申请其中一些实施例中，所述的I GBT器件的制作方法，还包括：
[0020]对所述第二硅片背面进行化学机械研磨；
[0021]在所述第二硅片背面形成孔洞，以暴露位于所述第二硬掩膜中的所述第三金属连
接部；
[0022]在所述第二硅片背面及所述孔洞中沉积导电层；
[0023]在所述导电层上形成一钝化层。
[0024]在本申请其中一些实施例中，所述的I GBT器件的制作方法，还包括：
[0025]对所述第二硅片背面进行化学机械研磨；
[0026]在所述第二硅片背面形成孔洞，以暴露位于所述第二硬掩膜中的所述第三金属连接部；
[0027]沿着所述孔洞的侧壁形成阻挡层；
[0028]移除位于所述孔洞底部的所述阻挡层以暴露所述第三金属连接部；
[0029]在所述第二硅片背面及所述孔洞中沉积导电层；
[0030]在所述导电层上形成一钝化层。
[0031]在本申请其中一些实施例中，所述第二硅片背面研磨至厚度为5
‑
600μm。
[0032]在本申请其中一些实施例中，在所述第一硅片背面制作场终止FS区前，对所述第一硅片背面进行化学机械研磨。
[0033]在本申请其中一些实施例中，所述第一硅片背面研磨至厚度为5
‑
400μm。
[0034]在本申请其中一些实施例中，所述第二硅片厚度为40
‑
800μm。
[0035]在本申请其中一些实施例中，所述第一硅片正面与所述第二硅片正面键合包括：将所述第一硅片正面的所述第二金属连接部与所述第二硅片正面的所述第三金属连接部相对准进行键合。
[0036]在本申请其中一些实施例中，所述第一硅片正面与所述第二硅片正面键合采用退火工艺，退火条件为：温度600℃以下,时间30min至3hrs。
[0037]本申请另一方面提供一种I GBT器件，包括：
[0038]第一硅片，所述第一硅片背面从外到内依次为：背面金属、集电极P型区及场终止FS区，所述第一硅片正面从外到内依次为：层间介质层和MOSFET；
[0039]所述第一硅片正面，所述层间介质层上，依次形成有第一金属层和第一硬掩膜；所述层间介质层中具有第一金属连接部，所述第一金属连接部与所述第一金属层电性连接；所述第一硬掩膜中具有第二金属连接部，所述第二金属连接部与所述第一金属层电性连接；
[0040]第二硅片，所述第二硅片正面形成有第二硬掩膜，所述第二硬掩膜中形成第三金属连接部；所述第三金属连接部与所述第二金属连接部电性连接；
[0041]所述第二硅片正面与所述第一硅片正面键合。
[0042]在本申请其中一些实施例中，所述第二硅片背面开设有孔洞，所述孔洞暴露所述第三金属连接部；
[0043]所述孔洞中及所述第二硅片背面上形成有导电层；
[0044]所述导电层上形成有钝化层。
[0045]在本申请其中一些实施例中，所述孔洞的侧壁上，位于所述导电层和所述第二硅片之间还设有阻挡层。
[0046]在本申请其中一些实施例中，所述孔洞之外，位于所述导电层和所述第二硅片之间还形成有保护层。
[0047]与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果在于：本申请提供的I GBT器件的制作方法，在第一硅片和第二硅片形成键合之后进行第一硅片的背面工艺，此时的第一硅片不再是薄片，I GBT器件可以做到更薄。例如，对于大尺寸I GBT器件(12寸以上)，其芯片厚度可以减薄至100μm以下。更薄的I GBT器件可以有效的解决大功率器件的散热问题。同时，在第一硅片背面进行的场终止FS区、集电极P型区制作工艺的稳定性更高。
附图说明
[0048]图1为本专利技术一实施例中I GBT器件的制作方法的步骤剖面示意图，其中第一硅片正面形成层间介质层和第一金属层；
[0049]图2为本专利技术一实施例中I GBT器件的制作方法的步骤剖面示意图，其中第一金属层上形成第一硬掩膜；
[0050]图3为本专利技术一实施例中I GBT器件的制作方法的步骤剖面示意图，其中第一硬掩膜中形成第二金属连接部；
[0051]图4为本专利技术一实施例中I GBT器件的制作方法的步骤剖面示意图，其中第二硅片上形成第二硬掩膜；
[0052]图5为本专利技术一实施例中I GBT器件的制作方法的步骤剖面示意图，其中第二硬掩膜上开口；
[0053]图6为本专利技术一实施例中I GBT器件的制作方法的步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种IGBT器件的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：提供一第一硅片；在所述第一硅片正面制作MOSFET，在所述MOSFET上沉积层间介质层；在所述层间介质层中形成第一金属连接部；在所述层间介质层上形成第一金属层；在所述第一金属层上形成第一硬掩膜；在所述第一硬掩膜中形成第二金属连接部；提供一第二硅片；在所述第二硅片正面沉积第二硬掩膜；在所述第二硬掩膜中形成第三金属连接部；将所述第一硅片正面与所述第二硅片正面键合；在所述第一硅片背面制作场终止FS区；在所述第一硅片背面制作集电极P型区；在所述第一硅片背面形成背面金属。2.如权利要求1所述的IGBT器件的制作方法，其特征在于，还包括：对所述第二硅片背面进行化学机械研磨；在所述第二硅片背面形成孔洞，以暴露位于所述第二硬掩膜中的所述第三金属连接部；在所述第二硅片背面及所述孔洞中沉积导电层；在所述导电层上形成一钝化层。3.如权利要求1所述的IGBT器件的制作方法，其特征在于，还包括：对所述第二硅片背面进行化学机械研磨；在所述第二硅片背面形成孔洞，以暴露位于所述第二硬掩膜中的所述第三金属连接部；沿着所述孔洞的侧壁形成阻挡层；移除位于所述孔洞底部的所述阻挡层以暴露所述第三金属连接部；在所述第二硅片背面及所述孔洞中沉积导电层；在所述导电层上形成一钝化层。4.如权利要求2或3所述的IGBT器件的制作方法，其特征在于，所述第二硅片背面研磨至厚度为5
‑
600μm。5.如权利要求1所述的IGBT器件的制作方法，其特征在于，在所述第一硅片背面制作场终止FS区前，对所述第一硅片背面进行化学机械研磨。6.如权利要求5所述的IGBT器件的制作方法，其特征在于，所述第一硅片背面研磨至厚度为5
‑
400μm。...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜天才，钟育腾，吕昆谚，黄任生，杨列勇，陈为玉，
申请(专利权)人：物元半导体技术青岛有限公司，
类型：发明
国别省市：