cluster-IGBT的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体制造加工领域,尤其涉及一种Cluster-1GBT的制备方法。
【背景技术】
[0002]绝缘栅双极型晶体管(InsulatedGate Bipolar Transistor, IGBT)是由 MOSFET和双极型晶体管复合而成的一种器件，其输入极为M0SFET，输出极为PNP晶体管。因此，可以把IGBT看作是MOS输入的达林顿管。IGBT既具有MOSFET器件电压驱动、高耐压且驱动简单、开关速度快的优点，同时又具有双极型器件电流能力强、且导通压降低的优点，因而在现代电力电子技术中得到了越来越广泛的应用。
[0003]由于电导调制效应，IGBT具有比DMOS更低的导通电阻。目前，IGBT主要有穿通型PT-1GBT、非穿通型NPT-1GBT，两者之间的主要差异是不同的衬底PN结结构和不同的漂移区厚度。相比PT-1GBT来讲，NPT-1GBT具有正的温度系数，可以进行并联，所以对于中高压IGBT，主要采用NPT技术。
[0004]但对于NPT-1GBT，其背面注入效率很低，导致Vce较大，在很大程度上限制了NPT-1GBT的应用。
【发明内容】
[0005]基于此，有必要提供一种具有较低的Vce的cluster-1GBT的制备方法。
[0006]一种cluster-1GBT的制备方法,包括如下步骤:
[0007]提供N型FZ圆片，并通过注入工艺在所述N型FZ圆片的正面形成嵌设于所述N型FZ圆片正面的Pbody区域；
[0008]通过注入工艺在所述Pbody区域内形成嵌设于所述Pbody区域内的Nbody区域；
[0009]在所述N型FZ圆片的正面完成IGBT正面结构；
[0010]对所述N型FZ圆片的背面进行P型掺杂，退火后形成P+层；
[0011]对N型FZ圆片的进行背面金属化，形成层叠在所述P+层上的背面金属层。
[0012]在一个实施例中，所述Pbody区域通过在所述N型FZ圆片的正面注入硼形成。
[0013]在一个实施例中，所述Nbody区域通过在所述Pbody区域内注入磷形成。
[0014]在一个实施例中，在所述N型FZ圆片的正面完成IGBT正面结构的步骤，具体为:
[0015]对所述N型FZ圆片的正面进行20K S1的生长形成场氧层，所述场氧层覆盖在所述N型FZ圆片的正面；
[0016]对所述N型FZ圆片的正面采用Ring光刻版进行光刻并进行刻蚀，接着进行硼注入并同时在1100°C?1200°C下退火,形成嵌设于所述N型FZ圆片正面的Pring区域,所述Pring区域与所述Pbody区域间隔设置；
[0017]对所述N型FZ圆片的正面采用Act光刻版进行光刻，接着进行湿法刻蚀，被刻蚀的区域形成Active区域,所述Nbody区域通过所述Active区域暴露出来；
[0018]对所述N型FZ圆片的正面通过栅氧、多晶硅沉积和多晶硅掺杂，并进行Ploy刻蚀，形成层叠在所述Nbody区域上的栅氧和多晶硅层；
[0019]利用所述多晶硅层在所述N型FZ圆片的正面进行自对准硼注入，并在900°C?100(TC下退火,形成嵌设在所述Nbody区域内的Pbody ；
[0020]利用所述多晶硅层在所述N型FZ圆片的正面进行自对准砷注入，并在800°C?900°C下退火,形成嵌设在所述Pbody内的NSD区域；
[0021]在所述N型FZ圆片的正面淀积TEOS形成Spacer,接着进行Spacer腐蚀和硼注入，形成Spacer区域和嵌设在所述NSD区域内的PSD区域，接着在800°C?900°C下退火，形成退火后的PSD区域，所述Spacer区域覆盖栅氧和多晶硅层的侧面同时部分覆盖所述NSD区域；
[0022]在所述N型FZ圆片的正面生长氧化层，光刻后刻蚀，形成覆盖在所述N型FZ圆片正面的ILD结构；
[0023]在所述N型FZ圆片的正面沉积金属，形成覆盖在所述ILD结构上的正面金属层，完成所述IGBT正面结构。
[0024]在一个实施例中，所述正面金属层为溅射Al (Al中含有2%的Si)。
[0025]在一个实施例中，在完成IGBT正面结构之后，形成P+层之前，还包括如下操作:
[0026]对所述N型FZ圆片进行背面减薄。
[0027]在一个实施例中，所述形成P+层的操作为:在N型FZ圆片的背面进行硼离子注入，并在400°C?500°C的温度下退火，激活注入的硼离子，形成P+层。
[0028]在一个实施例中，所述形成层叠在所述P+层上的背面金属层的操作中，所述背面金属层为依次层叠的Al、T1、Ni和Ag。
[0029]这种cluster-1GBT的制备方法制备得到的cluster_IGBT通过注入形成Pbody区域，再通过注入形成Nbody区域，制作完成IGBT正面结构，然后进行背面P+注入、退火以及背面金属化等步骤完成cluster-1GBT的制备。相对于传统的NPT-1GBT，此种IGBT的电流能力更大，从而可以达到较低的通态压降，从而具有较低的Vce。
【附图说明】
[0030]图1为一实施方式的cluster-1GBT的制备方法的流程图；
[0031]图2a?图2m为采用如图1所示的cluster-1GBT的制备方法处理后的N型FZ圆片的剖面结构示意图。
【具体实施方式】
[0032]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
[0033]如图1和图2a?图2m所示，一实施方式的cluster-1GBT的制备方法，包括如下步骤:
[0034]S10、提供N型FZ圆片100，并通过注入工艺在N型FZ圆片100的正面形成嵌设于N型FZ圆片100正面的Pbody区域10。
[0035]N型FZ圆片100可以直接购买得到，也可以自行加工得到。
[0036]结合图2a，本实施方式中，形成Pbody区域10的操作为:通过在所述N型FZ圆片的正面注入硼，形成嵌设于N型FZ圆片100正面的Pbody区域10。
[0037]S20、通过注入工艺在Pbody区域10内形成嵌设于Pbody区域10内的Nbody区域20。
[0038]结合图2b，本实施方式中，形成Nbody区域20的操作为:通过在Pbody区域10内注入磷，形成嵌设于Pbody区域10内的Nbody区域20。
[0039]S30、在N型FZ圆片100的正面完成IGBT正面结构。
[0040]一般而言，本领域技术人员可以根据实际需要，设计各种不同类型的IGBT正面结构，并且在N型FZ圆片100的正面将其完成。
[0041]本实施方式以一具体IGBT正面结构为例对这种cluster-1GBT的制备方法进行介绍，并不是对这种cluster-1GBT的制备方法的限制。
[0042]本实施方式中，结合图2c?图2i，在N型FZ圆片100的正面完成IGBT正面结构的过程包括如下步骤。
[0043]S310、对N型FZ圆片100的正面进行进行20K S1的生长形成场氧层200。
[0044]结合图2c，场氧层200覆盖在N型FZ圆片100的正面。20K S1的生长可以通过高温氧化完成。
[0045]S320、对N型FZ圆片100的正面采用Ring光刻版进行光刻并进行刻蚀，接着进行硼注入并同时在1100°C?1200°C下退火，形成嵌设于N型FZ圆片正面的Pring区域130。
[0046]结合图2d, Pring区域130与Pbody区域110间隔设置。
[0047]S330、对N型FZ圆片100的正面采用Act光刻版进行光刻，接着进行湿法刻蚀，被刻蚀的区域形成Active区域140。
[0048]结合图2e, Nbody区域120通过Active区域140暴露出来。
[0049]S340、对N型FZ圆片100的正面通过栅氧、多晶硅沉积和多晶硅掺杂，并采用Ploy光刻版进行刻蚀，形成层叠在Nbody区域120上的栅氧210和多晶硅层220。
[0050]结合图2f，栅氧210直接覆盖在N型FZ圆片100的正面并且与Nbody区域12