具有反向續(xù)流能力的igbt及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有反向續(xù)流能力的IGBT，包括：正面MOS結(jié)構(gòu)，N型漂移區(qū)，背面集電極結(jié)構(gòu)；背面集電極結(jié)構(gòu)包括N+緩沖層，P+注入層和背面金屬層。P+注入層的圖形結(jié)構(gòu)通過(guò)在半導(dǎo)體襯底正面形成的凹槽進(jìn)行定義，N+緩沖層的結(jié)深大于所述凹槽的深度，P+注入層小于所述凹槽的深度并位于凹槽之間的半導(dǎo)體襯底的N+緩沖層的背面；背面金屬層完全填充凹槽且延伸到凹槽外的整個(gè)半導(dǎo)體襯底背面。本發(fā)明還公開了一種具有反向續(xù)流能力的IGBT的制造方法。本發(fā)明不需要采用背面光刻和去膠工藝就能集成具有反向續(xù)流能力的二極管結(jié)構(gòu)，工藝簡(jiǎn)單，成品率高，能提高可制造性。
【專利說(shuō)明】
具有反向續(xù)流能力的IGBT及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路制造領(lǐng)域，特別是涉及一種具有反向續(xù)流能力的IGBT;本發(fā)明還涉及一種具有反向續(xù)流能力的IGBT的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]絕緣棚.雙極型晶體管(InsulatedGate Bipolar Transistor，IGBT)是由雙極型三極管(BJT)和絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件，其中BJT—般采用能工作在高電壓和高電流下的巨型晶體管(Giant Transistor,GTR)也即電力晶體管；IGTB兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。非常適合應(yīng)用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)如交流電機(jī)、變頻器、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動(dòng)等領(lǐng)域。
[0003]普通IGBT結(jié)構(gòu)因?yàn)楸趁嬗幸粋€(gè)PN反向結(jié)，該P(yáng)N反向結(jié)是由P+注入層和N+緩沖層形成的，故不具備反向續(xù)流能力，應(yīng)用中一般需要并聯(lián)續(xù)流二極管。
[0004]為了使IGBT自身具有反向續(xù)流能力，在完成正面制程后，需要將晶圓即半導(dǎo)體襯底的晶圓反轉(zhuǎn)減薄后在背面進(jìn)行光刻和注入，在半導(dǎo)體襯底背面形成P型區(qū)和N型區(qū)相間的結(jié)構(gòu)，以集成續(xù)流二極管。但減薄晶圓的背面光刻和去膠難以進(jìn)行且碎片率較高。
[0005]如圖1所示，是現(xiàn)有具有反向續(xù)流能力的IGBT的結(jié)構(gòu)示意圖；包括:N型摻雜的漂移區(qū)101，正面MOS結(jié)構(gòu)102和背面集電極結(jié)構(gòu)103。
[0006]漂移區(qū)101由形成于半導(dǎo)體襯底如硅襯底表面的N型輕摻雜區(qū)組成，N型摻雜區(qū)能采用N型外延層組成。
[0007]正面MOS結(jié)構(gòu)102包括:
[0008]P型體區(qū)104，形成于所述漂移區(qū)101表面。
[0009 ] 在所述P型體區(qū)104表面形成有由N+區(qū)組成的源區(qū)107。
[0010]柵極結(jié)構(gòu)采用溝槽柵，包括:多個(gè)溝槽，各所述溝槽穿過(guò)所述P型體區(qū)104且各所述溝槽的進(jìn)入到所述漂移區(qū)101中。
[0011]在各所述溝槽的底部表面和側(cè)面形成有柵介質(zhì)層如柵氧化層105，在各所述溝槽中填充有多晶硅柵106;被各所述多晶硅柵106側(cè)面覆蓋的所述P型體區(qū)104表面用于形成溝道。
[0012]在所述半導(dǎo)體襯底的正面形成有層間膜108，所述層間膜108將所述源區(qū)107、所述多晶硅柵106和所述P型體區(qū)104表面覆蓋。
[0013]在所述源區(qū)107和所述多晶硅柵106的頂部分別形成有穿過(guò)所述層間膜108的接觸孔109。在所述源區(qū)107所對(duì)應(yīng)的所述接觸孔109的底部形成有P+接觸區(qū)110，所述P+接觸區(qū)110穿過(guò)所述源區(qū)107并和底部的所述P型體區(qū)104相接觸。
[0014]在所述層間膜108的表面形成有正面金屬層111圖形結(jié)構(gòu)，所述正面金屬層111圖形結(jié)構(gòu)分別形成發(fā)射極和柵極，所述發(fā)射極通過(guò)對(duì)應(yīng)的接觸孔109和底部的所述源區(qū)107接觸，所述柵極通過(guò)對(duì)應(yīng)的接觸孔109和底部的所述多晶硅柵106接觸。
[0015]背面集電極結(jié)構(gòu)103包括:
[0016]在所述漂移區(qū)101的底部表面形成有由N+區(qū)組成的N+緩沖層112以及由P+區(qū)組成的P+注入層113。
[0017]為了形成具有反向續(xù)流能力，P+注入層113不再是連續(xù)的結(jié)構(gòu)，而是將P+注入層113設(shè)計(jì)成圖形結(jié)構(gòu)，在各P+注入層113之間間隔N+緩沖層112的N+區(qū)。這樣，背面金屬層114會(huì)同時(shí)和P+注入層113和N+緩沖層112接觸，背面金屬層114作為集電極。
[0018]在器件正向?qū)〞r(shí)，集電極相對(duì)于發(fā)射極為正向偏置，這時(shí)，P+注入層113和N+緩沖層112以及N型漂移區(qū)101之間形成的PN結(jié)正偏，P+注入層113的空穴會(huì)注入到漂移區(qū)101中；在器件反向偏置時(shí)，發(fā)射極相對(duì)于集電極為正向偏置，這時(shí)P型體區(qū)104和漂移區(qū)101以及N+緩沖層112組成的PN結(jié)正偏，會(huì)形成反向續(xù)流。
[0019]現(xiàn)有技術(shù)中，為了在半導(dǎo)體襯底背面形成圖1所示的P+區(qū)和N+區(qū)相間隔交替排列的圖形結(jié)構(gòu)，需要在半導(dǎo)體襯底減薄后進(jìn)行光刻工藝定義出所要注入的區(qū)域，如圖2所示，是現(xiàn)有具有反向續(xù)流能力的IGBT背面工藝的示意圖，可以看出，在形成N+緩沖層112之后，形成光刻膠圖形115，光刻膠圖形115將P+注入層113的形成區(qū)域打開;之后以光刻膠圖形115為掩模進(jìn)行P+注入形成P+注入層113;之后需要去除光刻膠圖形115。
[0020]在集成電路制造工藝中，采用光刻膠定義注入?yún)^(qū)域，之后再去除光刻膠是一種常規(guī)工藝。但是在IGBT的背面工藝中，由于此時(shí)的半導(dǎo)體襯底已經(jīng)減薄，在較薄的半導(dǎo)體襯底背面進(jìn)行光刻和去膠工藝具有較大的困難且碎片率較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0021]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種具有反向續(xù)流能力的IGBT，不需要采用背面光刻和去膠工藝就能集成具有反向續(xù)流能力的二極管結(jié)構(gòu)，工藝簡(jiǎn)單，成品率高，能提高可制造性。為此，本發(fā)明還提供一種具有反向續(xù)流能力的IGBT的制造方法。
[0022]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的具有反向續(xù)流能力的IGBT包括:正面MOS結(jié)構(gòu)，N型漂移區(qū)，背面集電極結(jié)構(gòu)。
[0023]所述N型漂移區(qū)由N型外延層組成，所述N型外延層形成于表面具有凹槽且所述凹槽中填充有介質(zhì)膜的半導(dǎo)體襯底表面。
[0024]所述背面集電極結(jié)構(gòu)包括N+緩沖層，P+注入層和背面金屬層。
[0025]所述N+緩沖層在所述半導(dǎo)體襯底減薄后且所述凹槽的介質(zhì)膜從背面露出后采用離子注入形成;所述N+緩沖層的結(jié)深大于所述凹槽的深度，所述N+緩沖層位于整個(gè)所述N型漂移區(qū)的背面。
[0026]所述P+注入層小于所述凹槽的深度，所述P+注入層位于所述凹槽之間的所述半導(dǎo)體襯底的所述N+緩沖層的背面。
[0027]所述背面金屬層在所述凹槽的介質(zhì)膜去除后形成于所述半導(dǎo)體襯底的表面，所述背面金屬層完全填充所述凹槽且延伸到所述凹槽外的整個(gè)所述半導(dǎo)體襯底背面。
[0028]所述N+緩沖層和填充于所述凹槽內(nèi)的所述背面金屬層接觸;所述P+注入層直接和位于所述凹槽之間的所述半導(dǎo)體襯底背面的所述背面金屬層接觸。
[0029]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述半導(dǎo)體襯底為硅襯底;所述N型外延層為N型硅外延層。
[0030]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述介質(zhì)膜為氧化娃。
[0031]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述正面MOS結(jié)構(gòu)包括:P型阱，柵極結(jié)構(gòu)，源區(qū)，層間膜，接觸孔和正面金屬層；
[0032]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述柵極結(jié)構(gòu)為平面柵或溝槽柵。
[0033]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述凹槽的數(shù)量為I個(gè)以上。
[0034]進(jìn)一步的改進(jìn)是，各所述凹槽在所述半導(dǎo)體襯底表面呈周期性排列。
[0035]進(jìn)一步的改進(jìn)是，具有反向續(xù)流能力的IGBT為穿通型(Punch Through ,PT) IGBT,非穿通型(NPT) IGBT或弱穿通型(LPT) IGBT。
[0036]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的具有反向續(xù)流能力的IGBT的制造方法包括如下步驟:
[0037]步驟一、提供一半導(dǎo)體襯底，采用光刻刻蝕工藝在所述半導(dǎo)體襯底表面形成凹槽。
[0038]步驟二、在所述凹槽中填充介質(zhì)膜。
[0039 ]步驟三、在所述半導(dǎo)體襯底表面形成N型外延層。
[0040]步驟四、在所述N型外延層的正面形成正面MOS結(jié)構(gòu)，N型漂移區(qū)由所述正面結(jié)構(gòu)底部的所述N型外延層組成。
[0041]步驟五、對(duì)所述半導(dǎo)體襯底進(jìn)行背面減薄直至所述凹槽的所述介質(zhì)膜從背面露出。
[0042]步驟六、進(jìn)行N型重?fù)诫s的背面離子注入形成N+緩沖層，所述N+緩沖層的結(jié)深大于所述凹槽的深度，所述N+緩沖層位于整個(gè)所述N型漂移區(qū)的背面。
[0043]步驟七、進(jìn)行P型重?fù)诫s的背面離子注入形成P+注入層，所述P+注入層小于所述凹槽的深度，所述P+注入層位于所述凹槽之間的所述半導(dǎo)體襯底的所述N+緩沖層的背面。
[0044]步驟八、去除所述介質(zhì)膜。
[0045]步驟九、形成背面金屬層，所述背面金屬層完全填充所述凹槽且延伸到所述凹槽外的整個(gè)所述半導(dǎo)體襯底背面;所述N+緩沖層和填充于所述凹槽內(nèi)的所述背面金屬層接觸;所述P+注入層直接和位于所述凹槽之間的所述半導(dǎo)體襯底背面的所述背面金屬層接觸。
[0046]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述半導(dǎo)體襯底為硅襯底;所述N型外延層為N型硅外延層。
[0047]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述介質(zhì)膜為氧化硅。
[0048]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述正面MOS結(jié)構(gòu)包括:P型阱，柵極結(jié)構(gòu)，源區(qū)，層間膜，接觸孔和正面金屬層；
[0049]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述柵極結(jié)構(gòu)為平面柵或溝槽柵。
[0050]進(jìn)一步的改進(jìn)是，所述凹槽的數(shù)量為I個(gè)以上。
[0051]進(jìn)一步的改進(jìn)是，各所述凹槽在所述半導(dǎo)體襯底表面呈周期性排列。
[0052]進(jìn)一步的改進(jìn)是，具有反向續(xù)流能力的IGBT為穿通型IGBT、非穿通型IGBT或弱穿通型IGBT。
[0053]本發(fā)明通過(guò)在半導(dǎo)體襯底表面形成N型外延層之前事先形成凹槽并在凹槽中填充介質(zhì)膜，之后再形成N型外延層組成漂移區(qū)以及形成正面MOS結(jié)構(gòu)，利用正面形成的凹槽結(jié)構(gòu)，在半導(dǎo)體襯底減薄后不需要采用背面光刻和去膠工藝就能集成具有反向續(xù)流能力的二極管結(jié)構(gòu)，其中，背面金屬層直接通過(guò)填充于凹槽中的金屬和N+緩沖層接觸就能實(shí)現(xiàn)具有反向續(xù)流能力的二極管的集成，由于本發(fā)明不需要采用背面光刻和去膠工藝，所以本發(fā)明能消除現(xiàn)有技術(shù)中的工藝?yán)щy且碎片率較高等缺陷，所以本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，成品率高，能提尚可制造性。
【附圖說(shuō)明】
[0054]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明:
[0055]圖1是現(xiàn)有具有反向續(xù)流能力的IGBT的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0056]圖2是現(xiàn)有具有反向續(xù)流能力的IGBT背面工藝的不意圖；
[0057]圖3是本發(fā)明實(shí)施例具有反向續(xù)流能力的IGBT的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0058]圖4A-圖4K是本發(fā)明實(shí)施例方法的各步驟中的器件結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0059]如圖3所示，是本發(fā)明實(shí)施例具有反向續(xù)流能力的IGBT的結(jié)構(gòu)示意圖；本發(fā)明實(shí)施例具有反向續(xù)流能力的IGBT包括:正面MOS結(jié)構(gòu)，N型漂移區(qū)I，背面集電極結(jié)構(gòu)。
[0060]所述N型漂移區(qū)I由N型外延層組成，所述N型外延層形成于表面具有凹槽且所述凹槽中填充有介質(zhì)膜的半導(dǎo)體襯底表面。較佳為，所述半導(dǎo)體襯底為硅襯底;所述N型外延層為N型硅外延層。所述介質(zhì)膜為氧化硅。所述凹槽的數(shù)量為I個(gè)以上。各所述凹槽在所述半導(dǎo)體襯底表面呈周期性排列。
[0061 ] 所述正面MOS結(jié)構(gòu)包括:
[0062]P型體區(qū)2，形成于所述N型漂移區(qū)I表面。
[0063]在所述P型體區(qū)2表面形成有由N+區(qū)組成的源區(qū)3。
[0064]柵極結(jié)構(gòu)采用溝槽柵，包括:多個(gè)溝槽，各所述溝槽穿過(guò)所述P型體區(qū)2且各所述溝槽的進(jìn)入到所述N型漂移區(qū)I中。在其它實(shí)施例中，所述柵極結(jié)構(gòu)也能為平面柵。
[0065]在各所述溝槽的底部表面和側(cè)面形成有柵介質(zhì)層如柵氧化層4，在各所述溝槽中填充有多晶硅柵5;被各所述多晶硅柵5側(cè)面覆蓋的所述P型體區(qū)2表面用于形成溝道。
[0066]在所述半導(dǎo)體襯底的正面形成有層間膜6，所述層間膜6將所述源區(qū)3、所述多晶硅柵5和所述P型體區(qū)2表面覆蓋。
[0067]在所述源區(qū)3和所述多晶硅柵5的頂部分別形成有穿過(guò)所述層間膜6的接觸孔7。在所述源區(qū)3所對(duì)應(yīng)的所述接觸孔7的底部形成有P+接觸區(qū)8，所述P+接觸區(qū)8穿過(guò)所述源區(qū)3并和底部的所述P型體區(qū)2相接觸。
[0068]在所述層間膜6的表面形成有正面金屬層9圖形結(jié)構(gòu)，所述正面金屬層9圖形結(jié)構(gòu)分別形成發(fā)射極和柵極，所述發(fā)射極通過(guò)對(duì)應(yīng)的接觸孔7和底部的所述源區(qū)3接觸，所述柵極通過(guò)對(duì)應(yīng)的接觸孔7和底部的所述多晶硅柵5接觸。
[0069]所述背面集電極結(jié)構(gòu)包括:
[0070]N+緩沖層10，P+注入層11和背面金屬層12。
[0071]所述N+緩沖層10在所述半導(dǎo)體襯底減薄后且所述凹槽的介質(zhì)膜從背面露出后采用離子注入形成;所述N+緩沖層10的結(jié)深大于所述凹槽的深度，所述N+緩沖層10位于整個(gè)所述N型漂移區(qū)I的背面。
[0072]所述P+注入層11小于所述凹槽的深度，所述P+注入層11位于所述凹槽之間的所述半導(dǎo)體襯底的所述N+緩沖層10的背面。
[0073]所述背面金屬層12在所述凹槽的介質(zhì)膜去除后形成于所述半導(dǎo)體襯底的表面，所述背面金屬層12完全填充所述凹槽且延伸到所述凹槽外的整個(gè)所述半導(dǎo)體襯底背面。
[0074]所述N+緩沖層10和填充于所述凹槽內(nèi)的所述背面金屬層12接觸;所述P+注入層11直接和位于所述凹槽之間的所述半導(dǎo)體襯底背面的所述背面金屬層12接觸。所述背面金屬層12作為器件的集電極。
[0075]本發(fā)明實(shí)施例具有反向續(xù)流能力的IGBT為穿通型IGBT、非穿通型IGBT或弱穿通型IGBT0
[0076]如圖3所示，箭頭線201表示在器件正向?qū)〞r(shí)空穴注入的情形，這時(shí)，集電極相對(duì)于發(fā)射極為正向偏置，P+注入層11和N+緩沖層10以及N型漂移區(qū)I之間形成的PN結(jié)正偏，P+注入層11的空穴會(huì)注入到N型漂移區(qū)I中。
[0077]箭頭線202表示在器件反向偏置時(shí)形成的反向續(xù)流的情形，這時(shí)，集電極相對(duì)于發(fā)射極為反向偏置，P型體區(qū)2和N型漂移區(qū)I以及N+緩沖層10組成的PN結(jié)正偏，會(huì)形成反向續(xù)流。
[0078]如圖4A至圖4K所示，是本發(fā)明實(shí)施例方法的各步驟中的器件結(jié)構(gòu)示意圖；本發(fā)明實(shí)施例方法形成的具有反向續(xù)流能力的IGBT為穿通型IGBT、非穿通型IGBT或弱穿通型IGBT，本發(fā)明實(shí)施例具有反向續(xù)流能力的IGBT的制造方法包括如下步驟:
[0079 ]步驟一、如圖4A所示，提供一半導(dǎo)體襯底301。
[0080]如圖4B所示，采用光刻刻蝕工藝在所述半導(dǎo)體襯底301表面形成凹槽302。
[0081 ]較佳為，所述半導(dǎo)體襯底301為娃襯底;后續(xù)形成的N型外延層I為N型娃外延層。所述凹槽302的數(shù)量為I個(gè)以上。各所述凹槽302在所述半導(dǎo)體襯底301表面呈周期性排列。
[0082]步驟二、如圖4C所示，在所述凹槽302中填充介質(zhì)膜303。較佳為，所述介質(zhì)膜303為氧化硅。
[0083]具體工藝分成兩步:
[0084]首先、如圖4C所示，進(jìn)行淀積工藝形成介質(zhì)膜303將所述凹槽302完全填充并延伸到所述凹槽302外部的所述半導(dǎo)體襯底301的表面。
[0085]其次、如圖4D所示，進(jìn)行研磨平坦化如采用化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)進(jìn)行平坦化，平坦化后介質(zhì)膜303僅填充于所述凹槽302中，所述凹槽302外的所述半導(dǎo)體襯底301表面的所述介質(zhì)膜303被去除。
[0086]步驟三、如圖4E所示，在所述半導(dǎo)體襯底301表面形成N型外延層I。
[0087]步驟四、如圖4F所示，在所述N型外延層I的正面形成正面MOS結(jié)構(gòu)，N型漂移區(qū)I由所述正面結(jié)構(gòu)底部的所述N型外延層I組成。
[0088]所述正面MOS結(jié)構(gòu)包括:P型阱2，柵極結(jié)構(gòu)，源區(qū)3，層間膜6，接觸孔7和正面金屬層I。
[0089]本發(fā)明實(shí)施例方法中，所述柵極結(jié)構(gòu)為溝槽柵。在其它實(shí)施例方法中，所述柵極結(jié)構(gòu)也能為平面柵。
[0090]步驟五、如圖4G所示，對(duì)所述半導(dǎo)體襯底301進(jìn)行背面減薄直至所述凹槽302的所述介質(zhì)膜303從背面露出。
[0091]步驟六、如圖4H所示，進(jìn)行N型重?fù)诫s的背面離子注入形成N+緩沖層10，所述N+緩沖層10的結(jié)深大于所述凹槽302的深度，所述N+緩沖層10位于整個(gè)所述N型漂移區(qū)I的背面。
[0092]步驟七、如圖41所示，進(jìn)行P型重?fù)诫s的背面離子注入形成P+注入層11，所述P+注入層11小于所述凹槽302的深度，所述P+注入層11位于所述凹槽302之間的所述半導(dǎo)體襯底301的所述N+緩沖層10的背面。
[0093 ]步驟八、如圖4J所示，去除所述介質(zhì)膜303。
[0094]步驟九、如圖4K所示，形成背面金屬層12，所述背面金屬層12完全填充所述凹槽302且延伸到所述凹槽302外的整個(gè)所述半導(dǎo)體襯底301背面;所述N+緩沖層10和填充于所述凹槽302內(nèi)的所述背面金屬層12接觸;所述P+注入層11直接和位于所述凹槽302之間的所述半導(dǎo)體襯底301背面的所述背面金屬層12接觸。
[0095]由上可知，本發(fā)明實(shí)施例方法中，最后背面集電極結(jié)構(gòu)中的所述P+注入層11的圖形結(jié)構(gòu)完全由所述半導(dǎo)體襯底301在減薄前的正面工藝定義，不需要在所述半導(dǎo)體襯底301減薄后進(jìn)行光刻和去膠工藝，故本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，成品率高，能提高可制造性。
[0096]以上通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，但這些并非構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在不脫離本發(fā)明原理的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可做出許多變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有反向續(xù)流能力的IGBT，其特征在于，包括:正面MOS結(jié)構(gòu)，N型漂移區(qū)，背面集電極結(jié)構(gòu)； 所述N型漂移區(qū)由N型外延層組成，所述N型外延層形成于表面具有凹槽且所述凹槽中填充有介質(zhì)膜的半導(dǎo)體襯底表面； 所述背面集電極結(jié)構(gòu)包括N+緩沖層，P+注入層和背面金屬層； 所述N+緩沖層在所述半導(dǎo)體襯底減薄后且所述凹槽的介質(zhì)膜從背面露出后采用離子注入形成;所述N+緩沖層的結(jié)深大于所述凹槽的深度，所述N+緩沖層位于整個(gè)所述N型漂移區(qū)的背面； 所述P+注入層小于所述凹槽的深度，所述P+注入層位于所述凹槽之間的所述半導(dǎo)體襯底的所述N+緩沖層的背面； 所述背面金屬層在所述凹槽的介質(zhì)膜去除后形成于所述半導(dǎo)體襯底的表面，所述背面金屬層完全填充所述凹槽且延伸到所述凹槽外的整個(gè)所述半導(dǎo)體襯底背面； 所述N+緩沖層和填充于所述凹槽內(nèi)的所述背面金屬層接觸;所述P+注入層直接和位于所述凹槽之間的所述半導(dǎo)體襯底背面的所述背面金屬層接觸。2.如權(quán)利要求1所述的具有反向續(xù)流能力的IGBT，其特征在于:所述半導(dǎo)體襯底為硅襯底;所述N型外延層為N型娃外延層。3.如權(quán)利要求2所述的具有反向續(xù)流能力的IGBT，其特征在于:所述介質(zhì)膜為氧化硅。4.如權(quán)利要求1或2所述的具有反向續(xù)流能力的IGBT，其特征在于:所述正面MOS結(jié)構(gòu)包括:P型阱，柵極結(jié)構(gòu)，源區(qū)，層間膜，接觸孔和正面金屬層。5.如權(quán)利要求4所述的具有反向續(xù)流能力的IGBT，其特征在于:所述柵極結(jié)構(gòu)為平面柵或溝槽柵。6.如權(quán)利要求1所述的具有反向續(xù)流能力的IGBT，其特征在于:所述凹槽的數(shù)量為I個(gè)以上。7.如權(quán)利要求1所述的具有反向續(xù)流能力的IGBT，其特征在于:各所述凹槽在所述半導(dǎo)體襯底表面呈周期性排列。8.如權(quán)利要求1所述的具有反向續(xù)流能力的IGBT，其特征在于:具有反向續(xù)流能力的IGBT為穿通型IGBT、非穿通型IGBT或弱穿通型IGBT。9.一種具有反向續(xù)流能力的IGBT的制造方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟一、提供一半導(dǎo)體襯底，采用光刻刻蝕工藝在所述半導(dǎo)體襯底表面形成凹槽； 步驟二、在所述凹槽中填充介質(zhì)膜； 步驟三、在所述半導(dǎo)體襯底表面形成N型外延層； 步驟四、在所述N型外延層的正面形成正面MOS結(jié)構(gòu)，N型漂移區(qū)由所述正面結(jié)構(gòu)底部的所述N型外延層組成； 步驟五、對(duì)所述半導(dǎo)體襯底進(jìn)行背面減薄直至所述凹槽的所述介質(zhì)膜從背面露出；步驟六、進(jìn)行N型重?fù)诫s的背面離子注入形成N+緩沖層，所述N+緩沖層的結(jié)深大于所述凹槽的深度，所述N+緩沖層位于整個(gè)所述N型漂移區(qū)的背面； 步驟七、進(jìn)行P型重?fù)诫s的背面離子注入形成P+注入層，所述P+注入層小于所述凹槽的深度，所述P+注入層位于所述凹槽之間的所述半導(dǎo)體襯底的所述N+緩沖層的背面； 步驟八、去除所述介質(zhì)膜； 步驟九、形成背面金屬層，所述背面金屬層完全填充所述凹槽且延伸到所述凹槽外的整個(gè)所述半導(dǎo)體襯底背面;所述N+緩沖層和填充于所述凹槽內(nèi)的所述背面金屬層接觸;所述P+注入層直接和位于所述凹槽之間的所述半導(dǎo)體襯底背面的所述背面金屬層接觸。10.如權(quán)利要求9所述的具有反向續(xù)流能力的IGBT的制造方法，其特征在于:所述半導(dǎo)體襯底為娃襯底;所述N型外延層為N型娃外延層。11.如權(quán)利要求9所述的具有反向續(xù)流能力的IGBT的制造方法，其特征在于:所述介質(zhì)膜為氧化硅。12.如權(quán)利要求9或10所述的具有反向續(xù)流能力的IGBT的制造方法，其特征在于:所述正面MOS結(jié)構(gòu)包括:P型阱，柵極結(jié)構(gòu)，源區(qū)，層間膜，接觸孔和正面金屬層。13.如權(quán)利要求12所述的具有反向續(xù)流能力的IGBT的制造方法，其特征在于:所述柵極結(jié)構(gòu)為平面柵或溝槽柵。14.如權(quán)利要求9所述的具有反向續(xù)流能力的IGBT的制造方法，其特征在于:所述凹槽的數(shù)量為I個(gè)以上。15.如權(quán)利要求14所述的具有反向續(xù)流能力的IGBT的制造方法，其特征在于:各所述凹槽在所述半導(dǎo)體襯底表面呈周期性排列。16.如權(quán)利要求9所述的具有反向續(xù)流能力的IGBT的制造方法，其特征在于:具有反向續(xù)流能力的IGBT為穿通型IGBT、非穿通型IGBT或弱穿通型IGBT。
【文檔編號(hào)】H01L29/417GK106057876SQ201610566543
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年7月19日
【發(fā)明人】柯行飛
【申請(qǐng)人】上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司