半導(dǎo)體器件、pin二極管和igbt的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件制作領(lǐng)域，更具體的說(shuō)是涉及一種半導(dǎo)體器件、PIN 二極管和IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor,絕緣柵型雙極晶體管)的制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]壽命控制技術(shù)的原理是向器件內(nèi)部引入空間分布適當(dāng)?shù)膹?fù)合中心，以有效減小少子壽命，提高器件開(kāi)關(guān)速度。局部壽命控制技術(shù)是通過(guò)改變半導(dǎo)體內(nèi)部分區(qū)域的少子壽命以達(dá)到優(yōu)化器件性能的技術(shù)?？v向壽命控制技術(shù)又叫軸向壽命控制技術(shù)，是讓少子壽命分布沿器件軸向變化的技術(shù)，橫向壽命控制技術(shù)是讓少子壽命沿著平行于器件表面的方向變化的技術(shù)。
[0003]傳統(tǒng)的壽命控制技術(shù)主要是摻金技術(shù)、摻鉬技術(shù)、電子輻照技術(shù)、中子輻照技術(shù)，但是所述傳統(tǒng)的壽命控制技術(shù)只能對(duì)半導(dǎo)體基片或半導(dǎo)體襯底進(jìn)行整體壽命控制，即傳統(tǒng)的壽命控制技術(shù)均為全局性的壽命控制，均勻地作用在整個(gè)半導(dǎo)體基板厚度上。為了得到更加優(yōu)化的半導(dǎo)體器件，在制作半導(dǎo)體器件時(shí)，需要只改變半導(dǎo)體基片中一部分區(qū)域的少子壽命，其他區(qū)域的少子壽命不變，此時(shí)，這些傳統(tǒng)的壽命控制技術(shù)將不再適用。
[0004]針對(duì)上述問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)中提供了一種縱向局部壽命控制技術(shù)，即輕離子輻照技術(shù)。輕離子技術(shù)是目前唯一能夠?qū)崿F(xiàn)局部壽命控制的技術(shù)，它與電子輻照相似，都是利用輻照感生的缺陷作為復(fù)合中心來(lái)控制少子的壽命。輕離子輻照的射程小于器件的軸向尺寸時(shí)，在射程末端會(huì)形成缺陷濃度比其他位置高得多的缺陷峰(即高濃度復(fù)合中心區(qū))，缺陷峰的位置可通過(guò)離子輻照的能量來(lái)控制。
[0005]與摻金、摻鉬、電子輻照和中子輻照等技術(shù)傳統(tǒng)壽命控制技術(shù)相比，輕離子輻照形成的缺陷峰的位置為器件性能的優(yōu)化提供了新的設(shè)計(jì)自由度。但是輕離子輻照壽命控制技術(shù)的精度較差，無(wú)法得到壽命分布突變的半導(dǎo)體器件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件制作方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中輕離子輻照技術(shù)實(shí)現(xiàn)縱向局部壽命控制時(shí)，其精度較差，無(wú)法得到壽命分布突變的半導(dǎo)體器件的問(wèn)題。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0008]一種半導(dǎo)體器件制作方法，包括以下步驟:
[0009]A、提供第一半導(dǎo)體襯底?第m半導(dǎo)體襯底，m為大于或等于2的整數(shù)，第一半導(dǎo)體襯底?第m半導(dǎo)體襯底中至少2個(gè)半導(dǎo)體襯底上的功能區(qū)不同；
[0010]B、對(duì)需進(jìn)行少子壽命控制的半導(dǎo)體襯底上的功能區(qū)進(jìn)行少子壽命控制處理；
[0011]C、采用鍵合工藝將所有半導(dǎo)體襯底進(jìn)行鍵合，得到半導(dǎo)體器件。
[0012]優(yōu)選地，步驟B中所述的少子壽命控制處理采用的壽命控制技術(shù)為局部壽命控制技術(shù)或全部壽命控制技術(shù)。
[0013]優(yōu)選地，所述局部壽命控制技術(shù)為輕離子輻照技術(shù)。
[0014]優(yōu)選地，所述輕離子輻照技術(shù)為氫離子輻照技術(shù)或氦離子輻照技術(shù)。
[0015]優(yōu)選地，所述全部壽命控制技術(shù)為摻金技術(shù)、摻鉬技術(shù)、電子輻照技術(shù)或中子輻照技術(shù)。
[0016]優(yōu)選地，所述鍵合工藝為直接鍵合工藝、低溫鍵合工藝或場(chǎng)致鍵合工藝。
[0017]優(yōu)選地,在步驟B和步驟C之間還可以包括:步驟B2:對(duì)需要減薄的半導(dǎo)體襯底進(jìn)行減薄，使所有半導(dǎo)體襯底鍵合后形成的半導(dǎo)體器件的厚度為所述半導(dǎo)體器件的耐壓厚度。
[0018]優(yōu)選地，所述第一半導(dǎo)體襯底?第m半導(dǎo)體襯底的基材相同，且所述基材的材料為 B、S1、Ge、Te、GaAs、InP、SiC、Ge_S1、GaN、金剛石、GaP 中的任意一種。
[0019]本發(fā)明還提供了一種PIN 二極管的制作方法，所述PIN 二極管采用上面任意一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件制作方法制作，所述PIN 二極管的制作方法具體包括:
[0020]提供第一半導(dǎo)體襯底和第二半導(dǎo)體襯底，其中，所述第一半導(dǎo)體襯底的一個(gè)表面形成有陽(yáng)極摻雜區(qū)，所述第二半導(dǎo)體襯底的一個(gè)表面形成有陰極摻雜區(qū)；
[0021]對(duì)所述第一半導(dǎo)體襯底進(jìn)行少子壽命控制處理；
[0022]減薄所述第一半導(dǎo)體襯底背離所述陽(yáng)極摻雜區(qū)的表面至第一半導(dǎo)體襯底與第二半導(dǎo)體襯底的厚度之和為PIN 二極管的耐壓厚度；
[0023]采用鍵合工藝將減薄后的第一半導(dǎo)體襯底的減薄面，與第二半導(dǎo)體襯底背離所陰極摻雜區(qū)的表面鍵合。
[0024]本發(fā)明還提供了一種IGBT的制作方法，所述IGBT采用上面任意一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件制作方法制作，所述IGBT的制作方法具體包括:
[0025]提供第一半導(dǎo)體襯底和第二半導(dǎo)體襯底，其中，所述第一半導(dǎo)體襯底的一個(gè)表面內(nèi)形成有IGBT元胞，所述IGBT元胞包括漂移區(qū)，位于所述漂移區(qū)表面內(nèi)的基區(qū)，位于所述基區(qū)表面內(nèi)的兩個(gè)發(fā)射區(qū)，以及覆蓋所述兩個(gè)發(fā)射區(qū)的發(fā)射極金屬，所述第二半導(dǎo)體襯底的表面包括緩沖層；
[0026]采用掩膜版遮擋所述第一半導(dǎo)體襯底表面的基區(qū)以外的部分，對(duì)所述基區(qū)進(jìn)行第一少子壽命控制處理，并減薄所述第一半導(dǎo)體襯底背離所述IGBT元胞的表面，得到第一待鍵合片；
[0027]對(duì)所述第二半導(dǎo)體襯底進(jìn)行第二少子壽命控制處理，得到第二待鍵合片；
[0028]采用鍵合工藝將所述第一待鍵合片上背離所述IGBT元胞的表面與所述第二待鍵合片緩沖層所在的表面鍵合，形成鍵合片；
[0029]減薄所述鍵合片背離所述IGBT元胞的表面，直至暴露出所述緩沖層；
[0030]在所述緩沖層表面形成并列排布的摻雜類型相反的兩個(gè)摻雜區(qū)。
[0031]優(yōu)選地，所述漂移區(qū)、所述發(fā)射區(qū)和所述緩沖層的摻雜類型相同，且與所述基區(qū)的摻雜類型相反。
[0032]本發(fā)明同時(shí)還提供了另外一種PIN 二極管的制作方法，所述PIN 二極管采用上面所述的半導(dǎo)體器件制作方法制作，所述PIN 二極管的制作方法具體包括:
[0033]提供第一半導(dǎo)體襯底、第二半導(dǎo)體襯底和第三半導(dǎo)體襯底，其中，所述第二半導(dǎo)體襯底的一個(gè)表面形成有陰極摻雜區(qū)；
[0034]對(duì)所述第一半導(dǎo)體襯底進(jìn)行少子壽命控制處理；
[0035]采用鍵合工藝將經(jīng)過(guò)少子壽命控制處理后的第一半導(dǎo)體襯底與第二半導(dǎo)體襯底背離所述陰極摻雜區(qū)的表面鍵合形成第一鍵合片；
[0036]將所述第一鍵合片中的第一半導(dǎo)體襯底減??；
[0037]將減薄后的第一鍵合片的第一半導(dǎo)體襯底與第三半導(dǎo)體襯底鍵合形成第二鍵合片;
[0038]將所述第二鍵合片中的第三半導(dǎo)體襯底減薄至第二鍵合片的厚度為所述PIN 二極管的耐壓厚度；
[0039]在減薄后的第二鍵合片中的第三半導(dǎo)體襯底形成陽(yáng)極摻雜區(qū)。
[0040]經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)中采用輕離子輻照技術(shù)對(duì)一個(gè)半導(dǎo)體襯底進(jìn)行壽命控制處理相比，本發(fā)明中提供的半導(dǎo)體器件制作方法是應(yīng)用在至少兩個(gè)半導(dǎo)體襯底的情況下，即采用縱向局部壽命控制技術(shù)或全部壽命控制技術(shù)對(duì)至少一個(gè)半導(dǎo)體襯底進(jìn)行壽命控制，然后再將經(jīng)過(guò)壽命控制技術(shù)處理過(guò)的半導(dǎo)體襯底與其他經(jīng)過(guò)處理或未經(jīng)處理的半導(dǎo)體襯底進(jìn)行鍵合，使得多個(gè)半導(dǎo)體襯底合成為一個(gè)半導(dǎo)體鍵合片。由于鍵合前對(duì)半導(dǎo)體襯底進(jìn)行少子壽命控制處理，每個(gè)半導(dǎo)體襯底中的少子壽命不同，在將多個(gè)半導(dǎo)體襯底鍵合后，形成的半導(dǎo)體鍵合片沿其深度方向，不同區(qū)域，即原來(lái)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)部的少子壽命不同，也即所述半導(dǎo)體鍵合片具有多個(gè)少子壽命不相同的區(qū)域；且由于在對(duì)所述多個(gè)半導(dǎo)體襯底進(jìn)行壽命控制處理時(shí)，壽命控制過(guò)程是單獨(dú)對(duì)每個(gè)半導(dǎo)體襯底進(jìn)行的，即半導(dǎo)體鍵合片的每個(gè)區(qū)域的少子壽命不會(huì)受到其他區(qū)域少子壽命的影響，從而實(shí)現(xiàn)了縱向局部壽命分布突變的半導(dǎo)體器件。
[0041]本發(fā)明中還提供了一種PIN 二極管的制作方法和IGBT的制作方法，其中所述PIN二極管和所述IGBT的制作過(guò)程中均采用鍵合工藝將多個(gè)半導(dǎo)體襯底鍵合在一起實(shí)現(xiàn)，且所述半導(dǎo)體襯底中包含經(jīng)過(guò)少子壽命控制的半導(dǎo)體襯底，從而得到縱向局部壽命突變的PIN 二極管或IGBT，由于各個(gè)半導(dǎo)體襯底上的少子壽命不同，可以根據(jù)實(shí)際需求對(duì)不同的半導(dǎo)體襯底進(jìn)行少子壽命控制，而不影響其他區(qū)域的少子壽命，進(jìn)而使得PIN 二極管或IGBT達(dá)到最優(yōu)使用效果。
【附圖說(shuō)明】
[0042]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0043]圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的半導(dǎo)體器件制作方法流程圖；
[0044]圖2為本發(fā)明實(shí)施例二提供一種PIN 二極管的生產(chǎn)方法工藝圖；
[0045]圖3為本發(fā)明實(shí)施例三提供一種T1-1GBT器件的生產(chǎn)方法工藝圖；
[0046]圖4為本發(fā)明實(shí)施例四提供的另一種PIN 二極管的生產(chǎn)方法工藝圖。
【具體實(shí)施方式】
[0047]正如【背景技術(shù)】部分所述，現(xiàn)有技術(shù)中輕離子輻照技術(shù)存在少子壽命控制精度較差，無(wú)法得到壽命分布突變的半導(dǎo)體器件的問(wèn)題。
[0048]發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因是，輕離子輻照技術(shù)雖然能夠?qū)崿F(xiàn)縱