IGBT制造技术

本发明专利技术涉及一种

【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
，尤其涉及一种
IGBT
器件的制作方法及
IGBT
器件
。

技术介绍

[0002]近年来绝缘栅双极型晶体管（
Insulated Gate Bipolar Transistor
，简称“IGBT”）技术发展很快，已成为电力电子领域最重要的大功率主流器件之一
。
最早
IGBT
种类有穿通型（
punch through
，简称“PT”）和非穿通型（
non
‑
punch through
，简称“NPT”）
。
近年发展起来场终止（
Field stop
，简称“FS”）结构的
IGBT
，其中
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
的导通压降或导通损耗低
、
导通压降温度系数为正，便于大功率的并联使用
。
[0003]目前，制作
FS
型
IGBT
器件的最常用方法是：首先在硅衬底正面上制作
MOSFET
器件，然后用研磨的方法从硅片背面去掉制作
MOSFET/>时留下的残留层部分硅衬底
。
研磨部分硅衬底的目的是使最终硅片厚度达到设计所需值
,
获得理想击穿电压和开关特性等
。
然后，用离子注入机分别从硅片的背面注入
N
型和
P
型杂质，采用热退火或者激光退火激活注入的杂质，形成
FS
区和集电极区（
P
型区）
。
[0004]然而，由于
IGBT
晶圆本身较薄，现有的研磨加工需采用专门订制的薄片机台对
IGBT
晶圆的背面进行研磨，成本高，而且在背面薄片工艺中容易产生如破片等缺陷，使得工艺稳定性较差，产品的良率受到影响
。

技术实现思路

[0005]针对相关技术中存在的至少一个不足之处，本专利技术提供了一种
IGBT
器件的制作方法及
IGBT
器件，在进行背面减薄时，不需要订制薄片机台进行减薄，可以节省机台成本，并且不容易出现破片等缺陷，提高工艺的稳定性
。
[0006]本申请第一方面提供一种
IGBT
器件的制作方法，包括以下步骤：提供一用于制作
IGBT
器件的第一晶圆；对第一晶圆的正面执行
IGBT
正面工艺，以在第一晶圆的正面形成金属
‑
氧化物
‑
半导体场效应晶体管；提供一第二晶圆；向第二晶圆的正面注入氢离子，以在第二晶圆中形成含氢层；将第一晶圆的正面和第二晶圆的正面相对地键合在一起，以将第一晶圆和第二晶圆连接在一起形成晶圆组合；对晶圆组合中的第一晶圆的背面执行
IGBT
背面工艺；通过退火工艺使第二晶圆在含氢层断裂，以将第二晶圆位于含氢层和第二晶圆的背面之间的部分移除
。
[0007]在本申请第一方面的一些实施例中，通过直接键合
、
熔融键合或疏水键合将第一晶圆和第二晶圆键合连接
。
[0008]在本申请第一方面的一些实施例中，
IGBT
背面工艺包括：背面减薄
、
注入形成场终止区所需的
N
型杂质
、
注入形成集电极区所需的
P
型杂质以及低温退火的步骤
。
[0009]在本申请第一方面的一些实施例中，所注入的
N
型杂质包括磷
、
砷
、
氢中的至少一种；所注入的
P
型杂质包括硼
、
二氟化硼和铟中的至少一种
。
[0010]在本申请第一方面的一些实施例中，还包括背面金属化的步骤，在背面金属化步骤中对已形成场终止区和集电极区的第一晶圆的背面进行金属化，金属化步骤在使第二晶圆在含氢层断裂之前或之后执行
。
[0011]在本申请第一方面的一些实施例中，第二晶圆的厚度为
50~800
μ
m。
[0012]在本申请第一方面的一些实施例中，在第二晶圆中形成含氢层后，还包括对第二晶圆的正面进行刻蚀的步骤，刻蚀的深度大于含氢层的深度，以露出含氢层下方的硅层
。
[0013]在本申请第一方面的一些实施例中，在对第二晶圆的正面进行刻蚀的步骤之前还包括对第二晶圆的正面进行表面钝化的步骤，以在第二晶圆的正面形成硬掩模
。
[0014]本申请第二方面提供一种根据以上任一项的
IGBT
器件的制作方法制作而成的
IGBT
器件
。
[0015]在本申请第二方面的一些实施例中，该
IGBT
器件包括：第一晶圆，其具有正面和背面；形成在第一晶圆的正面的金属
‑
氧化物
‑
半导体场效应晶体管；形成在金属
‑
氧化物
‑
半导体场效应晶体管之上的含氢层；形成在第一晶圆的背面的场终止区
、
集电极区以及金属层
。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果在于：（1）本申请至少一个实施例所提供的
IGBT
器件的制作方法，在进行
IGBT
背面工艺之前将用于制作
IGBT
晶圆的第一晶圆和作为承载晶圆的第二晶圆键合在一起，在执行减薄工艺时，不需要再特意订制薄片机台进行减薄，可以节省机台成本，并且在进行减薄时，不容易出现破片等缺陷，可以增加背面工艺的稳定性；（2）本申请至少一个实施例所提供的
IGBT
器件的制作方法，对作为承载晶圆的第二晶圆进行注氢形成含氢层，借助后续的退火工艺，可以轻松地进行第二晶圆与第一晶圆的分离，不需要使用额外的设备进行分离，节省成本；（3）本申请至少一个实施例所提供的
IGBT
器件，
IGBT
器件的厚度可以做到更薄，大尺寸
IGBT
器件的芯片厚度可以减薄至
100
μ
m
以下，有效地解决了大功率器件的散热问题
。
附图说明
[0017]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定
。
在附图中：图本文档来自技高网...

【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：提供一用于制作
IGBT
器件的第一晶圆；对所述第一晶圆的正面执行
IGBT
正面工艺，以在所述第一晶圆的正面形成金属
‑
氧化物
‑
半导体场效应晶体管；提供一第二晶圆；向所述第二晶圆的正面注入氢离子，以在所述第二晶圆中形成含氢层；将所述第一晶圆的正面和所述第二晶圆的正面相对地键合在一起，以将所述第一晶圆和所述第二晶圆连接在一起形成晶圆组合；对所述晶圆组合中的所述第一晶圆的背面执行
IGBT
背面工艺；通过退火工艺使所述第二晶圆在所述含氢层断裂，以将所述第二晶圆位于所述含氢层和所述第二晶圆的背面之间的部分移除
。2.
根据权利要求1所述的
IGBT
器件的制作方法，其特征在于，通过直接键合
、
熔融键合或疏水键合将所述第一晶圆和所述第二晶圆键合连接
。3.
根据权利要求1所述的
IGBT
器件的制作方法，其特征在于，所述
IGBT
背面工艺包括：背面减薄
、
注入形成场终止区所需的
N
型杂质
、
注入形成集电极区所需的
P
型杂质以及低温退火的步骤
。4.
根据权利要求3所述的
IGBT
器件的制作方法，其特征在于，所注入的
N
型杂质包括磷
、
砷
、
氢中的至少一种；所注入的
P
型杂质包括硼
、
...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕昆谚，黄任生，颜天才，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：