具有反向?qū)ńY(jié)構(gòu)的Trench IGBT的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造加工領(lǐng)域，尤其涉及一種具有反向?qū)ńY(jié)構(gòu)的TrenchIGBT的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]絕緣柵雙極型晶體管(InsulatedGate Bipolar Transistor, IGBT)是由 MOSFET和雙極型晶體管復(fù)合而成的一種器件，其輸入極為M0SFET，輸出極為PNP晶體管。因此，可以把IGBT看作是MOS輸入的達(dá)林頓管。IGBT既具有MOSFET器件電壓驅(qū)動、高耐壓且驅(qū)動簡單、開關(guān)速度快的優(yōu)點，同時又具有雙極型器件電流能力強、且導(dǎo)通壓降低的優(yōu)點，因而在現(xiàn)代電力電子技術(shù)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。
[0003]傳統(tǒng)的具有反向?qū)ńY(jié)構(gòu)的溝槽型絕緣柵雙極型晶體管(Trench IGBT)的制備方法，一般在完成Trench IGBT正面結(jié)構(gòu)后，將器件背面減薄至需要的厚度，接著對器件背面進(jìn)行光刻，注入，形成反向?qū)ńY(jié)構(gòu)。
[0004]傳統(tǒng)的具有反向?qū)ńY(jié)構(gòu)的Trench IGBT的制備方法工藝復(fù)雜，需要的器件厚度較薄，對背面光刻顯影等步驟對設(shè)備要求高，需要超薄片的光刻，顯影等光刻設(shè)備，一般工廠難以達(dá)成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]基于此，有必要提供一種工藝簡單的具有反向?qū)ńY(jié)構(gòu)的Trench IGBT的制備方法。
[0006]一種具有反向?qū)ńY(jié)構(gòu)的Trench IGBT的制備方法，包括如下步驟:
[0007]提供第一圓片，并在所述第一圓片的第一表面注入N型雜質(zhì)，高溫推阱后得到覆蓋在所述第一圓片的第一表面的N buffer區(qū)域；
[0008]對所述第一圓片的第一表面進(jìn)行光刻、顯影和N型雜質(zhì)注入，得到嵌設(shè)在所述Nbuffer區(qū)域內(nèi)的高摻雜的N+區(qū)域；
[0009]提供第二圓片，并將所述第一圓片和所述第二圓片鍵合，其中，所述第一圓片的第一表面與所述第二圓片直接接觸；
[0010]對所述第一圓片的第二表面進(jìn)行減薄拋光至所需厚度；
[0011]在所述第一圓片的第二表面完成Trench IGBT正面結(jié)構(gòu)；
[0012]將鍵合在一起的所述第一圓片和所述第二圓片分開，并對所述第一圓片的第一表面進(jìn)行P型雜質(zhì)注入，退火后形成P+層；
[0013]對所述第一圓片的第一表面的進(jìn)行金屬化，形成層疊在所述P+層上的背面金屬層。
[0014]在一個實施例中，所述第一圓片為N型FZ圓片或MCZ圓片,所述第一圓片的電阻率為 20ohm.cm ?200ohm.cm。
[0015]在一個實施例中，形成所述N buffer區(qū)域的步驟中，N型雜質(zhì)注入的能量為20keV?400keV，N型雜質(zhì)注入的劑量在IElI?5E14，高溫推阱的溫度為1000°C?1300°C，高溫推講的時間為30min?3000min。
[0016]在一個實施例中，形成所述高摻雜的N+區(qū)域的操作中，N型雜質(zhì)注入的能量20keV?400keV，N型雜質(zhì)注入的劑量為1E14?1E17。
[0017]在一個實施例中，形成所述高摻雜的N+區(qū)域的操作中，還包括在N型雜質(zhì)注入后進(jìn)行退火的操作；
[0018]退火的溫度為1000°C?1300°C，退火的時間為30min?300min。
[0019]在一個實施例中，在所述第一圓片的第二表面完成Trench IGBT正面結(jié)構(gòu)的步驟，具體為:
[0020]在所述第一圓片的第二表面依次進(jìn)行3K?1K的LPTEOS沉積、介質(zhì)致密、Trench光刻、LPTOES刻蝕、刻蝕深度為3μπι?7μπι的Si刻蝕、800Α?1400Α的柵氧生長、POLY淀積、POLY光刻、刻蝕、注入能量為1Ε13?2Ε14的p-body注入、body推阱、NSD光刻、N+注入、介質(zhì)淀積、孔光刻、刻蝕、正面金屬淀積和正面金屬刻蝕，完成Trench IGBT正面結(jié)構(gòu)。
[0021]在一個實施例中，所述介質(zhì)致密的溫度為800°C?1100°C，時間為40min?200min ；
[0022]所述body推阱的溫度為1100°C?1200°C，時間為20min?200min。
[0023]在一個實施例中，形成所述P+層的操作中，P型雜質(zhì)注入的劑量為1E12?1E16，P型雜質(zhì)注入的能量為20keV?200keV，退火的溫度為350°C?500°C，退火的時間為20min ?600mino
[0024]在一個實施例中，所述背面金屬層為依次層疊的Al、T1、Ni和Ag。
[0025]這種具有反向?qū)ńY(jié)構(gòu)的Trench IGBT的制備方法通過第一圓片和第二圓片的鍵合，先進(jìn)行減薄，接著完成Trench IGBT正面結(jié)構(gòu)。相對于傳統(tǒng)的先完成Trench IGBT正面結(jié)構(gòu)，再進(jìn)行減薄傳統(tǒng)的具有反向?qū)ńY(jié)構(gòu)的Trench IGBT的制備方法，這種具有反向?qū)ńY(jié)構(gòu)的Trench IGBT的制備方法不需要超薄片的光刻，顯影等光刻設(shè)備，能夠降低設(shè)備成本，并且工藝簡單。
【附圖說明】
[0026]圖1為一實施方式的具有反向?qū)ńY(jié)構(gòu)的Trench IGBT的制備方法的流程圖；
[0027]圖2a?圖2d為采用如圖1所示的具有反向?qū)ńY(jié)構(gòu)的Trench IGBT的制備方法處理后的圓片的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0028]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】做詳細(xì)的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似改進(jìn)，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施的限制。
[0029]如圖1和圖2a?圖2d所示，一實施方式的具有反向?qū)ńY(jié)構(gòu)的Trench IGBT，包括如下步驟:
[0030]S10、提供第一圓片100，并在第一圓片的第一表面注入N型雜質(zhì)，高溫推阱后得到覆蓋在第一圓片100的第一表面的N buffer區(qū)域110。
[0031]第一圓片100為N型FZ圓片或MCZ圓片，第一圓片100的電阻率為20ohm*cm?200ohm.cm。
[0032]N buffer區(qū)域也稱為摻雜N型電場截止區(qū)域。
[0033]N型FZ圓片或MCZ圓片可以直接購買得到，也可以自行加工得到。
[0034]結(jié)合圖2a，本實施方式中，形成N buffer區(qū)域110的操作為:按照N型雜質(zhì)注入的能量為20keV?400keV，N型雜質(zhì)注入的劑量在IEll?5E14，在第一圓片100的第一表面注入N型雜質(zhì)，高溫推阱后得到覆蓋在第一圓片100的第一表面的N buffer區(qū)域110，高溫推阱的溫度為1000°C?1300°C，高溫推阱的時間為30min?3000min。
[0035]S20、對第一圓片100的第一表面進(jìn)行光刻、顯影和N型雜質(zhì)注入，得到嵌設(shè)在Nbuffer區(qū)域110內(nèi)的高摻雜的N+區(qū)域120。
[0036]S20中，N型雜質(zhì)注入的能量20keV?400keV，N型雜質(zhì)注入的劑量為1E14?1E17。
[0037]一般而言，S20中，可以是在N型雜質(zhì)注入后即得到的高摻雜的N+區(qū)域120，也可以是在N型雜質(zhì)注入后進(jìn)行退火，然后得到高摻雜的N+區(qū)域120。其中，退火的溫度為1000°C?1300°C，退火的時間為 30min ?300min。
[0038]結(jié)合圖2a，本實施方式中，形成高摻雜的N+區(qū)域120的操作為:對第一圓片100的第一表面進(jìn)行光刻、顯影和N型雜質(zhì)注入，N型雜質(zhì)注入的能量20keV?400keV，N型雜質(zhì)注入的劑量為1E14?1E17，得到嵌設(shè)在N buffer區(qū)域110內(nèi)的高摻雜的N+區(qū)域120。
[0039]S30、提供第二圓片200，并將第一圓片100和第二圓片200鍵合。
[0040]結(jié)合圖2b，第一圓片100的第一表面與第二圓片200直接接觸。本實施方式中，第一圓片100的第一表面為第一圓片100的形成有N buffer區(qū)域110和高摻雜的N+區(qū)域120的表面。
[0041]第二圓片200可以為普通圓片，本實施方式中