【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種半導體集成電路的制造方法，特別是涉及一種絕緣柵雙極型晶體管(igbt)器件的制造方法。
技術介紹
1、如圖1所示，是現有一種igbt器件的結構示意圖；現有igbt器件通常采用n型器件，以n型器件為例，現有igbt器件包括：
2、漂移區3，由形成于硅襯底表面的n型輕摻雜區組成。
3、p型摻雜的溝道區5，形成于漂移區3表面。
4、柵極結構，包括依次疊加的柵氧化層10和多晶硅柵11。圖1中，柵極結構為溝槽柵，柵氧化層10形成于柵極溝槽的內側表面，多晶硅柵11填充在柵極溝槽中，柵極溝槽縱向穿過溝道區5，被柵極結構側面覆蓋的溝道區5表面作為溝道區。柵極結構也能采用平面柵。
5、n型重摻雜的發射區6，形成于溝道區5的表面且和柵極結構自對準。
6、在溝道區5的底部的漂移區3的表面區域中形成有n型摻雜的載流子存儲層4(cs)。
7、在漂移區3的背面形成有n型摻雜的場截止層2，場截止層2通常采用背面注入形成，場截止層2的摻雜濃度大于漂移區3的摻雜濃度。
8、在場截止層2的背面形成有p型重摻雜的集電區1。
9、集電區1的頂部表面和場截止層2的底部表面相接觸并形成背面pn結。
10、正面金屬層9圖形化后形成柵極和發射極。圖1中僅顯示了發射極，由正面金屬層9組成的柵極并不在圖1的剖面中，故未顯示。柵極會和底部的多晶硅柵11連接。發射極則會通過穿過層間膜8的接觸孔7和底部的發射區6連接。在溝道區5的表面還形成有溝道接觸區，溝道接觸
11、在集電區1的背面形成有由背面金屬層組成的集電極。
12、現有igbt的制造方法中，集電區1是通過背面離子注入硼離子，之后做激光退火。現有方法在背面離子注入的硼離子注入劑量較低時，激光退火機臺的工藝波動會帶來器件飽和壓降(vcesat)的大幅變化，并且影響參數分布，導致關鍵參數分布離散。按照現有方法制備的igbt，常溫和高溫飽和壓降的差值較大。一般igbt應用在125℃的環境下，高溫飽和壓降大會帶來更高的通態損耗，使得器件的溫升更大，降低了產品的競爭力。
13、現有方法中，集電區1是通過背面離子注入硼離子，之后做激光退火形成，集電區1的硼離子的注入劑量為2e12cm-2～3e13cm-2，激光退火的原理是用激光束照射半導體襯底表面，在照射區內產生極高的溫度，使晶體的損傷得到修復，并消除位錯的方法。激光退火能有效地消除離子注入所產生的晶格缺陷，同時由于加熱時間極短(約為普通熱退火的百萬分之一)，能避免破壞集成電路的淺結電導率和其他結特性。
14、但是，現有方法制備的igbt器件的常溫和高溫飽和壓降的差值較大，將常溫和高溫飽和壓降的差值命名為delta?vcesat，一般igbt應用在125℃的環境下，高溫飽和壓降大會帶來更高的通態損耗，使得器件的溫升更大，降低了產品的競爭優勢。
技術實現思路
1、本專利技術所要解決的技術問題是提供一種igbt器件的制造方法，能保持常溫飽和壓降的要求的條件下使高低溫飽和壓降差滿足要求，從而能防止高溫飽和壓降升高并從而能使高溫飽和壓降也滿足要求，從而能降低器件在工作溫度下的通態損耗。
2、為解決上述技術問題，本專利技術提供的igbt器件的制造方法包括如下步驟：
3、在半導體襯底的正面完成正面工藝，在所述正面工藝中形成有igbt器件的第一導電類型輕摻雜的漂移區；之后進行背面工藝，所述背面工藝包括：
4、對所述半導體襯底的背面進行減薄。
5、進行第二導電類型的第一次背面離子注入在所述漂移區的背面形成集電區，根據后續的爐管退火對所述集電區的激活率設置所述第一次背面離子注入的注入劑量，以保證所述集電區中激活雜質滿足常溫飽和壓降的要求。
6、進行爐管退火，所述爐管退火對所述集電區的雜質進行均勻激活且激活雜質的均勻性保證高低溫飽和壓降差滿足要求。
7、進一步的改進是，所述背面工藝還包括形成第一導電類型摻雜的場截止層的步驟，所述場截止層的摻雜濃度大于所述漂移區的摻雜濃度，所述場截止層位于所述漂移區的背面，所述集電區位于所述場截止層的背面。
8、進一步的改進是，所述場截止層的離子注入在所述爐管退火之前進行，所述場截止層的雜質也采用所述爐管退火進行激活。
9、進一步的改進是，所述場截止層的離子注入在所述第一次背面離子注入之后進行。
10、進一步的改進是，igbt器件為n型器件，第一導電類型為n型，第二導電類型為p型。
11、進一步的改進是，所述第一次背面離子注入的注入雜質包括硼，注入劑量為6e12cm-2～5e13cm-2。
12、進一步的改進是，所述爐管退火的溫度為350℃～450℃，時間為30分鐘～90分鐘。
13、進一步的改進是，所述場截止層的摻雜雜質采用質子，通過質子離子注入實現。
14、進一步的改進是，所述質子離子注入的注入次數為1次～4次。
15、進一步的改進是，所述質子離子注入的注入能量在300kev～1200kev，注入劑量為2e13cm-2～5e14cm-2。
16、進一步的改進是，所述igbt器件的工作環境溫度的高溫達125℃以上。
17、進一步的改進是，所述減薄后的所述半導體襯底的厚度根據所述igbt器件的工作電壓進行設置，所述igbt器件的工作電壓越大，所述減薄后的所述半導體襯底的厚度越厚。
18、進一步的改進是，所述igbt器件的工作電壓包括650v～1700v；
19、所述igbt器件的工作電壓為650v時，所述減薄后的所述半導體襯底的厚度為50微米～75微米；
20、所述igbt器件的工作電壓為1200v時，所述減薄后的所述半導體襯底的厚度為90微米～120微米。
21、進一步的改進是，所述igbt器件為溝槽柵igbt，在所述正面工藝中形成的所述igbt器件的柵極結構為溝槽柵。
22、進一步的改進是，所述爐管退火之后，所述背面工藝還包括：
23、形成背面金屬層，所述背面金屬層和所述集電區接觸并作為集電極。
24、本專利技術根據高低溫飽和壓降差即高溫和較低的常溫下的飽和壓降的差值的要求，對背面工藝做了特別設置，和現有技術中，集電區是通過背面離子注入加激光退火不同，本專利技術采用背面離子注入即第一次背面離子注入加爐管退火實現，且根據需求對第一次背面離子注入和爐管退火進行了設置，主要為第一次背面離子注入的注入劑量需要根據爐管退火對集電區的激活率進行設置，由于正面工藝中已經形成的金屬層，故背面工藝中的爐管退火的溫度受到限制，通常，在正面金屬層完成后，爐管退火溫度不能高于450℃，從而導致爐管的的激活率小于激光退火的激活率，故本專利技術的第一次背面離子注入的注入劑量會在現有方法的背面離子注入的注入劑量的基礎上增加，本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種IGBT器件的制造方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.如權利要求1所述的IGBT器件的制造方法，其特征在于：所述背面工藝還包括形成第一導電類型摻雜的場截止層的步驟，所述場截止層的摻雜濃度大于所述漂移區的摻雜濃度，所述場截止層位于所述漂移區的背面，所述集電區位于所述場截止層的背面。
3.如權利要求2所述的IGBT器件的制造方法，其特征在于：所述場截止層的離子注入在所述爐管退火之前進行，所述場截止層的雜質也采用所述爐管退火進行激活。
4.如權利要求4所述的IGBT器件的制造方法，其特征在于：所述場截止層的離子注入在所述第一次背面離子注入之后進行。
5.如權利要求3所述的IGBT器件的制造方法，其特征在于：IGBT器件為N型器件，第一導電類型為N型，第二導電類型為P型。
6.如權利要求5所述的IGBT器件的制造方法，其特征在于：所述第一次背面離子注入的注入雜質包括硼，注入劑量為6e12cm-2～5e13cm-2。
7.如權利要求6所述的IGBT器件的制造方法，其特征在于：所述爐管退火的溫度為350℃～45
8.如權利要求6所述的IGBT器件的制造方法，其特征在于：所述場截止層的摻雜雜質采用質子，通過質子離子注入實現。
9.如權利要求8所述的IGBT器件的制造方法，其特征在于：所述質子離子注入的注入次數為1次～4次。
10.如權利要求8所述的IGBT器件的制造方法，其特征在于：所述質子離子注入的注入能量在300keV～1200keV，注入劑量為2e13cm-2～5e14cm-2。
11.如權利要求1所述的IGBT器件的制造方法，其特征在于：所述IGBT器件的工作環境溫度的高溫達125℃以上。
12.如權利要求1所述的IGBT器件的制造方法，其特征在于：所述減薄后的所述半導體襯底的厚度根據所述IGBT器件的工作電壓進行設置，所述IGBT器件的工作電壓越大，所述減薄后的所述半導體襯底的厚度越厚。
13.如權利要求12所述的IGBT器件的制造方法，其特征在于：所述IGBT器件的工作電壓包括650V～1700V。
14.如權利要求1所述的IGBT器件的制造方法，其特征在于：所述IGBT器件為溝槽柵IGBT，在所述正面工藝中形成的所述IGBT器件的柵極結構為溝槽柵。
15.如權利要求1所述的IGBT器件的制造方法，其特征在于：所述爐管退火之后，所述背面工藝還包括：
...【技術特征摘要】
1.一種igbt器件的制造方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.如權利要求1所述的igbt器件的制造方法，其特征在于：所述背面工藝還包括形成第一導電類型摻雜的場截止層的步驟，所述場截止層的摻雜濃度大于所述漂移區的摻雜濃度，所述場截止層位于所述漂移區的背面，所述集電區位于所述場截止層的背面。
3.如權利要求2所述的igbt器件的制造方法，其特征在于：所述場截止層的離子注入在所述爐管退火之前進行，所述場截止層的雜質也采用所述爐管退火進行激活。
4.如權利要求4所述的igbt器件的制造方法，其特征在于：所述場截止層的離子注入在所述第一次背面離子注入之后進行。
5.如權利要求3所述的igbt器件的制造方法，其特征在于：igbt器件為n型器件，第一導電類型為n型，第二導電類型為p型。
6.如權利要求5所述的igbt器件的制造方法，其特征在于：所述第一次背面離子注入的注入雜質包括硼，注入劑量為6e12cm-2～5e13cm-2。
7.如權利要求6所述的igbt器件的制造方法，其特征在于：所述爐管退火的溫度為350℃～450℃，時間為30分鐘～90分鐘。
8.如權利要求6所述的igbt器件的制造方法，其特征在于...
【專利技術屬性】
技術研發人員：高宗朋，曾大杰，
申請(專利權)人：上海鼎陽通半導體科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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