CN109767983A - 一种特高压igbt的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种特高压IGBT的制造方法，包括以下步骤：硅片背面采用磷杂质注入，注入剂量为5E12，并在1200‑1250度进行300分钟以上的高温推进，形成背面N型缓冲层；形成正面分压环；打开有源区并进行JFET注入与退火；形成栅氧与多晶栅；P‑BODY注入退火；源N+注入退火；去除硅片背面氧化层并进行背面硼杂质注入与退火，注入剂量在1E13，退火温度为900度，形成集电区PN结，保证硼杂质能够激活；形成引线孔；形成正面金属化；形成钝化层；形成背面金属化，避免减薄处理。本发明提供的特高压IGBT的制造方法避免了金属化后必须使用激光退火的加工步骤，减少对昂贵激光退火机台的采购，周期短、成本低、效率高，具有推广价值与实用价值。
Description
技术领域
本发明涉及半导体元器件技术领域，具体涉及一种特高压IGBT的制造方法。
背景技术
特高压IGBT指3000V以上的IGBT，目前特高压IGBT主要采用区熔单晶硅材料进行制作，为了形成背面集电区，主要有二类方法进行加工：
一是采用三扩片工艺方法，加工前先对硅单晶材料进行双面掺磷长时间扩散，形成一定浓度分布的N+/N/N-杂质分布梯度，然后磨掉一半厚度，只保留一半厚度用来加工制品，正面器件加工后，背面再继续把重掺杂质的N+磨掉，然后背面注硼后进行激光退火激活硼杂质，最终形成背面集电区PN结，此方法形成的PN结特性较好，但整体加工成本与周期太高太长，三扩片材料本身制作需要一周时间，并且必须一面磨掉后再抛光处理，浪费太严重，并且最终的硼杂质激光退火加工成本也是很高的，因为设备采购成本非常高，很少有厂家能承担。
二是直接采用区熔单晶硅材料进行正面流水，背面同样进行注硼后激光退火加工，但这样加工出来的IGBT是NPT型IGBT,为了抗高压，单晶材料厚度必须足够厚，导致整个器件的饱和压降大，另外，集电区PN结由于没有N型缓冲层，PN结注入效率较高，反向恢复拖尾时间长，工作频率做不高。
发明内容
(一)解决的技术问题
本发明提供一种特高压IGBT的制造方法，解决了现有高电压IGBT制造方法周期长、成本高、效率低的问题。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种特高压IGBT的制造方法，包括以下步骤：
步骤1：硅片背面采用磷杂质注入，注入剂量为5E12，并在1200-1250度进行300分钟以上的高温推进，形成背面N型缓冲层；
步骤2：形成正面分压环；
步骤3：打开有源区并进行JFET注入与退火；
步骤4：形成栅氧与多晶栅；
步骤5：P-BODY注入退火；
步骤6：源N+注入退火；
步骤7：去除硅片背面氧化层并进行背面硼杂质注入与退火，注入剂量为1E13，退火温度为900度，形成集电区PN结，保证硼杂质能够激活；
步骤8：形成引线孔；
步骤9：形成正面金属化；
步骤10：形成钝化层；
步骤11：形成背面金属化，避免减薄处理。
(三)有益效果
本发明提供的一种特高压IGBT的制造方法在材料下线后先进行硅片背面小剂量的磷杂质注入，然后采用1200-1250度高温退火，形成背面N型缓冲层，之后进行正常的正面工艺加工，在正面引线孔加工前再进行背面硼杂质注入，高温退火形成集电区PN结，由于PN结是在正面金属化前就已完成，完全避免了金属化后必须使用激光退火的加工步骤，大部分生产线都能加工，减少对昂贵激光退火机台的采购，周期短、成本低、效率高，具有推广价值与实用价值，为3300V以上的IGBT生产打开了新的局面。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
结合图1所示，图1为通过本发明特高压IGBT的制造方法制得的透明集电极非对称PT型IGBT结构。
本发明提供的一种特高压IGBT的制造方法，步骤如下：
步骤1：硅片背面采用磷杂质注入，注入剂量为5E12，并在1200-1250度进行300分钟以上的高温推进，形成背面N型缓冲层；
步骤2：形成正面分压环；
步骤3：打开有源区并进行JFET注入与退火；
步骤4：形成栅氧与多晶栅；
步骤5：P-BODY注入退火；
步骤6：源N+注入退火；
步骤7：去除硅片背面氧化层并进行背面硼杂质注入与退火，注入剂量在1E13，退火温度为900度，形成集电区PN结，保证硼杂质能够激活；
步骤8：形成引线孔；
步骤9：形成正面金属化；
步骤10：形成钝化层；
步骤11：形成背面金属化，避免减薄处理。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (1)
1.一种特高压IGBT的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：硅片背面采用磷杂质注入，注入剂量为5E12，并在1200-1250度进行300分钟以上的高温推进，形成背面N型缓冲层；
步骤2：形成正面分压环；
步骤3：打开有源区并进行JFET注入与退火；
步骤4：形成栅氧与多晶栅；
步骤5：P-BODY注入退火；
步骤6：源N+注入退火；
步骤7：去除硅片背面氧化层并进行背面硼杂质注入与退火，注入剂量为1E13，退火温度为900度，形成集电区PN结，保证硼杂质能够激活；
步骤8：形成引线孔；
步骤9：形成正面金属化；
步骤10：形成钝化层；
步骤11：形成背面金属化，避免减薄处理。
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| CN (1) | CN109767983A (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102693912A (zh) * | 2011-03-24 | 2012-09-26 | 上海北车永电电子科技有限公司 | 制作igbt器件的方法及其装置 |
| CN103367413A (zh) * | 2013-04-27 | 2013-10-23 | 中国东方电气集团有限公司 | 一种绝缘栅双极型晶体管及其制造方法 |
| US20150207980A1 (en) * | 2014-01-21 | 2015-07-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Imaging apparatus |
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2019
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