專利名稱：一種平面柵型igbt芯片制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體IGBT (Insulted Gate Bipolar Transistor,絕緣柵雙極晶體管)芯片的制作方法，尤其是涉及一種具有雙重空穴阻擋效應(yīng)的平面柵型IGBT芯片的制作方法。
背景技術(shù)：
絕緣柵雙極晶體管(IGBT )具有通態(tài)壓降低、電流容量大、輸入阻抗高、響應(yīng)速度快和控制簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，被廣泛用于工業(yè)、信息、 新能源、醫(yī)學(xué)、交通、軍事和航空領(lǐng)域。如附圖I所示為一種常規(guī)平面柵型IGBT的結(jié)構(gòu)示意圖，常規(guī)平面柵型IGBT包括門極I、發(fā)射極2、集電極3、P-阱4、N漂移區(qū)5和N緩沖區(qū)6。為了降低IGBT的導(dǎo)通壓降，人們采用溝槽柵結(jié)構(gòu)。然而，溝槽刻蝕后表面粗糙，損傷大，會(huì)影響載流子的遷移率；槽邊緣不光滑的棱角會(huì)導(dǎo)致電場(chǎng)集中，影響器件的擊穿電壓。此外，溝槽柵的柵電容大，減弱了其短路能力。而平面柵型IGBT柵氧化層質(zhì)量好，且隨著各種增強(qiáng)型技術(shù)的應(yīng)用，其性能也得到顯著的提高。因此，在各種電壓等級(jí)，特別是高壓IGBT，平面柵結(jié)構(gòu)仍然被廣泛采用。新一代IGBT朝著更高功率密度，更高工作結(jié)溫，更低功耗的方向發(fā)展。而眾所周知，IGBT的導(dǎo)通壓降Vceon與關(guān)斷損耗存在矛盾關(guān)系。歸根到底是因?yàn)镮GBT的電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，即大的注入效率能增強(qiáng)器件在導(dǎo)通時(shí)的電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，降低導(dǎo)通壓降。然而在關(guān)斷時(shí)，大量的少數(shù)載流子需要更長(zhǎng)的時(shí)間來完成復(fù)合，增加了關(guān)斷損耗。為了改善這一矛盾關(guān)系，人們致力于對(duì)IGBT的注入效率進(jìn)行研究，一方面降低IGBT集電極(陽極)的空穴注入效率，另一方面提高發(fā)射極(陰極)的電子注入效率。這樣可以很好地改善IGBT的導(dǎo)通壓降與關(guān)斷損耗的折中關(guān)系。對(duì)于平面柵型IGBT，現(xiàn)有技術(shù)中主要有以下幾種改變發(fā)射極(陰極)電子注入效率的方法?，F(xiàn)有技術(shù)I是電子科技大學(xué)于2011年03月10日申請(qǐng)，并于2011年08月17日公開，公開號(hào)為CN102157551A的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)《一種具有載流子存儲(chǔ)層和額外空穴通路的IGBT》，該發(fā)明專利申請(qǐng)通過局部載流子存儲(chǔ)層來提高IGBT發(fā)射極附近的電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，還通過大P+歐姆接觸區(qū)提高抗閂鎖能力。現(xiàn)有技術(shù)2是電子科技大學(xué)于2011年03月09日申請(qǐng)，并于2011年08月31日公開，公開號(hào)為CN102169892A的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)《一種增強(qiáng)型平面絕緣柵雙極型晶體管》，其結(jié)構(gòu)與功能都與前述現(xiàn)有技術(shù)I很相似?，F(xiàn)有技術(shù)3是電子科技大學(xué)于2011年05月09日申請(qǐng)，并于2011年09月14日公開，公開號(hào)為CN102184950A的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)《一種具有空穴阻擋層的絕緣柵雙極型晶體管》，這是另外一種載流子存儲(chǔ)層的結(jié)構(gòu)專利，它與一般的載流子存儲(chǔ)層設(shè)置在P-基區(qū)附近，包圍(或部分包圍)著P-基區(qū)不同，這里的載流子存儲(chǔ)層遠(yuǎn)離P-基區(qū)，位于N-漂移區(qū)中間位置。現(xiàn)有技術(shù)4是電子科技大學(xué)于2011年05月10日申請(qǐng)，并于2011年09月28日公開，公開號(hào)為CN102201439A的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)《一種體內(nèi)電導(dǎo)調(diào)制增強(qiáng)的溝槽型絕緣柵雙極型晶體管》，該發(fā)明專利申請(qǐng)通過介質(zhì)層對(duì)空穴形成物理阻擋作用，使空穴載流子在IGBT發(fā)射極附近積聚。一方面提高了空穴載流子的濃度，另一方面也增強(qiáng)了吸引電子的能力，因而也就增強(qiáng)了電子的注入效應(yīng)。但該專利只是針對(duì)溝槽柵IGBT，沒有提及平面柵型IGBT結(jié)構(gòu)。此外，該專利不涉及N型載流子埋層結(jié)構(gòu)。前面所述的各種現(xiàn)有技術(shù)均在一定程度上增強(qiáng)了 IGBT的電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，因而降低了導(dǎo)通壓降，但是這些方案都是只具有單一空穴阻擋效應(yīng)(只具有勢(shì)壘阻擋效應(yīng))。前述專利提出一種具有物理阻擋效應(yīng)的方法，但是只限于溝槽柵IGBT。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種平面柵型IGBT芯片制作方法，提高了平面柵型IGBT芯片的功率密度，工作結(jié)溫，以及長(zhǎng)期工作的可靠性，同時(shí)優(yōu)化并降低了 IGBT芯片的導(dǎo)通壓降與關(guān)斷損耗的折中關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了更低的功耗。
為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明具體提供了一種平面柵型IGBT芯片制作方法的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案，一種平面柵型IGBT芯片制作方法，包括以下步驟
Sll :選取一塊N型半導(dǎo)體襯底；
S121a :先進(jìn)行正面處理，對(duì)N型半導(dǎo)體襯底的芯片制作有效區(qū)的正面表面進(jìn)行第二 N型載流子埋層的注入，再進(jìn)行退火處理，在第二 N型載流子埋層的表面形成氧化層；
S122a :在氧化層上進(jìn)行第一 N型載流子埋層注入窗口的刻蝕；
S123a :通過第一 N型載流子埋層注入窗口對(duì)N型半導(dǎo)體襯底進(jìn)行第一 N型載流子埋層注入，再進(jìn)行退火處理；
S124a :對(duì)第一 N型載流子埋層進(jìn)行刻蝕，刻蝕深度大于P-基區(qū)的結(jié)深，小于第一 N型載流子埋層的結(jié)深；
S125a :進(jìn)行氧化層刻蝕處理，去除退火處理過程中N型半導(dǎo)體襯底表面生成的氧化
層；
S126a :在第一 N型載流子埋層的外表面進(jìn)行絕緣材料沉積，沉積厚度與介質(zhì)埋層的厚
度一致；
S127a :對(duì)所沉積的絕緣材料進(jìn)行選擇性光刻與刻蝕，形成介質(zhì)埋層；
S128a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行P型材料外延處理,外延材料的摻雜濃度與P-基區(qū)一致，外延厚度為P-基區(qū)的結(jié)深；
S129a :對(duì)外延材料的正面表面進(jìn)行打磨處理，去掉外延層的突出部分；
S1210a:對(duì)介質(zhì)埋層兩端上方的部分進(jìn)行N型摻雜，摻雜濃度與第一 N型載流子埋層一
致；
S1211a:在經(jīng)過以上處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面形成柵氧化層；
S1212a :在柵氧化層的外表面進(jìn)行多晶硅沉積，形成多晶硅柵，并對(duì)多晶硅柵進(jìn)行N型摻雜，摻雜濃度為5E19/cm3 lE20/cm3 ；
S1213a :在多晶硅柵的外表面進(jìn)行硼硅玻璃層沉積處理；
S1214a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行N+源極區(qū)注入窗口的刻蝕處理；
S1215a :通過N+源極區(qū)注入窗口對(duì)外延材料進(jìn)行N+源極區(qū)摻雜、注入，再進(jìn)行退火處理；
S1216a :通過N+源極區(qū)注入窗口進(jìn)行P+歐姆接觸區(qū)注入，再進(jìn)行退火處理；
S1217a :對(duì)N+源極區(qū)表面的氧化層進(jìn)行發(fā)射極金屬電極接觸窗口的刻蝕處理；
S1218a :對(duì)硼硅玻璃層進(jìn)行柵極金屬電極接觸窗口的刻蝕處理；
S1219a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行金屬電極沉積處理； S1220a :進(jìn)行金屬電極刻蝕處理，將發(fā)射極金屬電極與柵極金屬電極間隔開來；
S121b :將經(jīng)過以上處理的N型半導(dǎo)體襯底翻轉(zhuǎn)180度，并進(jìn)行背面處理，將背面部分減薄至所需厚度；
S122b :對(duì)N型半導(dǎo)體襯底的背部表面進(jìn)行N緩沖層區(qū)注入、摻雜與推進(jìn)、退火處理； S123b :在N緩沖層區(qū)的外表面進(jìn)行P+集電極區(qū)注入、摻雜與推進(jìn)、退火處理；
S124b :在P+集電極區(qū)的外表面制作集電極金屬電極。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明還具體提供了另外一種平面柵型IGBT芯片制作方法的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案，一種平面柵型IGBT芯片制作方法，包括以下步驟
Sll :選取一塊N型半導(dǎo)體襯底；
S121b :先將N型半導(dǎo)體襯底翻轉(zhuǎn)180度，進(jìn)行背面處理，將N型半導(dǎo)體襯底的背面部分減薄至所需厚度；
S122b :對(duì)N型半導(dǎo)體襯底的背部表面進(jìn)行N緩沖層區(qū)注入、摻雜與推進(jìn)、退火處理；S121a :將經(jīng)過以上處理的N型半導(dǎo)體襯底翻轉(zhuǎn)180度，進(jìn)行正面處理，對(duì)N型半導(dǎo)體襯底芯片制作有效區(qū)的正面表面進(jìn)行第二 N型載流子埋層的注入，再進(jìn)行退火處理，在第二 N型載流子埋層的表面形成氧化層；
S122a :在氧化層上進(jìn)行第一 N型載流子埋層注入窗口的刻蝕；
S123a :通過第一 N型載流子埋層注入窗口對(duì)N型半導(dǎo)體襯底進(jìn)行第一 N型載流子埋層注入，再進(jìn)行退火處理；
S124a :對(duì)第一 N型載流子埋層進(jìn)行刻蝕處理，刻蝕深度大于P-基區(qū)的結(jié)深，小于第一N型載流子埋層的結(jié)深；
S125a :進(jìn)行氧化層刻蝕處理，去除退火處理過程中N型半導(dǎo)體襯底表面生成的氧化
層；
S126a :在第一 N型載流子埋層的外表面進(jìn)行絕緣材料沉積；
S127a :對(duì)所沉積的絕緣材料進(jìn)行選擇性光刻與刻蝕，形成介質(zhì)埋層；
S128a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行P型材料外延處理,外延材料的摻雜濃度與P-基區(qū)一致，外延厚度為P-基區(qū)的結(jié)深；
S129a :對(duì)外延材料的正面表面進(jìn)行打磨處理，去掉外延層的突出部分；
S1210a:對(duì)介質(zhì)埋層兩端上方的部分進(jìn)行N型摻雜，摻雜濃度與第一 N型載流子埋層一
致；
S1211a :在經(jīng)過以上處理的N型半導(dǎo)體襯底的外表面形成柵氧化層；
S1212a :在柵氧化層的外表面進(jìn)行多晶硅沉積，形成多晶硅柵，并對(duì)多晶硅柵進(jìn)行N型摻雜，摻雜濃度為5E19/cm3 lE20/cm3 ；
S1213a :在多晶硅柵的外表面進(jìn)行硼硅玻璃層沉積處理；
S1214a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行N+源極區(qū)注入窗口的刻蝕處理；
S1215a :通過N+源極區(qū)注入窗口對(duì)外延材料進(jìn)行N+源極區(qū)摻雜注入，再進(jìn)行退火處
理；
S1216a :通過N+源極區(qū)注入窗口進(jìn)行P+歐姆接觸區(qū)注入，再進(jìn)行退火處理；
S1217a :對(duì)N+源極區(qū)表面的氧化層進(jìn)行發(fā)射極金屬電極接觸窗口的刻蝕處理；
S1218a :對(duì)硼硅玻璃層進(jìn)行柵極金屬電極接觸窗口的刻蝕處理； S1219a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行金屬電極沉積處理； S1220a :進(jìn)行金屬電極刻蝕處理，將發(fā)射極金屬電極與柵極金屬電極間隔開來；
S123b :將經(jīng)過以上處理的N型半導(dǎo)體襯底翻轉(zhuǎn)180度，并在N緩沖層區(qū)的外表面進(jìn)行P+集電極區(qū)注入摻雜與推進(jìn)、退火處理；
S124b :在P+集電極區(qū)的外表面制作集電極金屬電極。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明還具體提供了第三種平面柵型IGBT芯片制作方法的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案，一種平面柵型IGBT芯片制作方法，包括以下步驟
S21 :選取一塊N型半導(dǎo)體襯底；
S221a :先進(jìn)行正面處理，對(duì)N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行氧化處理，形成一層氧化
層；
S222a :對(duì)N型半導(dǎo)體襯底正面表面的氧化層進(jìn)行介質(zhì)埋層窗口刻蝕；
S223a :對(duì)N型半導(dǎo)體襯底的芯片制作有效區(qū)的正面進(jìn)行刻蝕，結(jié)深與介質(zhì)埋層深度一
致；
S224a :去除N型半導(dǎo)體襯底正面表面的氧化層；
S225a :在經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面上進(jìn)行絕緣材料沉積處理，沉積厚度與介質(zhì)埋層的厚度一致；
S226a :對(duì)所沉積的絕緣材料進(jìn)行選擇性光刻與刻蝕，形成介質(zhì)埋層；
S227a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行N型材料外延處理，外延材料的摻雜濃度與第一 N型載流子埋層一致，外延厚度為第一 N型載流子埋層的結(jié)深；
S228a :對(duì)外延材料的正面表面進(jìn)行打磨處理，去掉外延層的突出部分；
S229a :在外延層的正面表面形成柵氧化層；
S2210a:在柵氧化層的正面表面進(jìn)行多晶硅沉積，形成多晶硅柵，并對(duì)多晶硅柵進(jìn)行N型摻雜，摻雜濃度為5E19/cm3 lE20/cm3 ；
S2211a :在多晶硅柵的外表面進(jìn)行硼硅玻璃層沉積處理；
S2212a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行P-基區(qū)注入窗口刻蝕處
理；
S2213a :通過P-基區(qū)注入窗口進(jìn)行P-基區(qū)摻雜、注入處理，再進(jìn)行退火處理；
S2214a :通過P-基區(qū)注入窗口進(jìn)行N+源極區(qū)摻雜、注入處理，再進(jìn)行退火處理； S2215a :通過P-基區(qū)注入窗口進(jìn)行P+歐姆接觸區(qū)注入處理，再進(jìn)行退火處理；
S2216a :對(duì)N+源極區(qū)表面的氧化層進(jìn)行發(fā)射極金屬電極接觸窗口的刻蝕處理；
S2217a :對(duì)硼硅玻璃層進(jìn)行柵極金屬電極接觸窗口的刻蝕處理；
S2218a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行金屬電極沉積處理； S2219a :進(jìn)行金屬電極刻蝕處理，將發(fā)射極金屬電極與柵極金屬電極間隔開來；S221b :將經(jīng)過以上處理的N型半導(dǎo)體襯底翻轉(zhuǎn)180度，并進(jìn)行背面處理，將背面部分減
薄至所需厚度；
S222b :對(duì)N型半導(dǎo)體襯底的背部表面進(jìn)行N緩沖層區(qū)注入、摻雜與推進(jìn)、退火處理； S223b :在N緩沖層區(qū)的外表面進(jìn)行P+集電極區(qū)注入、摻雜與推進(jìn)、退火處理；
S224b :在P+集電極區(qū)的外表面制作集電極金屬電極。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明還具體提供了第四種平面柵型IGBT芯片制作方法的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案，一種平面柵型IGBT芯片制作方法，包括以下步驟
S21 :選取一塊N型半導(dǎo)體襯底； S221b :先進(jìn)行背面處理，將N型半導(dǎo)體襯底的背面部分減薄至所需厚度；
S222b :對(duì)N型半導(dǎo)體襯底的背部表面進(jìn)行N緩沖層區(qū)注入摻雜與推進(jìn)、退火處理；S221a :將經(jīng)過以上處理的N型半導(dǎo)體襯底翻轉(zhuǎn)180度，進(jìn)行正面處理，對(duì)N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行氧化處理，形成一層氧化層；
S222a :對(duì)N型半導(dǎo)體襯底正面表面的氧化層進(jìn)行介質(zhì)埋層窗口刻蝕；
S223a :對(duì)N型半導(dǎo)體襯底芯片制作有效區(qū)的正面進(jìn)行刻蝕，結(jié)深與介質(zhì)埋層深度一
致；
S224a :去除N型半導(dǎo)體襯底正面表面的氧化層；
S225a :在經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面上進(jìn)行絕緣材料沉積處理，沉積厚度與介質(zhì)埋層的厚度一致；
S226a :對(duì)所沉積的絕緣材料進(jìn)行選擇性光刻與刻蝕，形成介質(zhì)埋層；
S227a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行N型材料外延處理，外延材料的摻雜濃度與第一 N型載流子埋層一致，外延厚度為第一 N型載流子埋層的結(jié)深；
S228a :對(duì)外延材料的正面表面進(jìn)行打磨處理，去掉外延層的突出部分；
S229a :在外延層的正面表面形成柵氧化層；
S2210a:在柵氧化層的正面表面進(jìn)行多晶硅沉積，形成多晶硅柵，并對(duì)多晶硅柵進(jìn)行N型摻雜，摻雜濃度為5E19/cm3 lE20/cm3 ；
S2211a :在多晶硅柵的外表面進(jìn)行硼硅玻璃層沉積處理；
S2212a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行P-基區(qū)注入窗口刻蝕處
理；
S2213a :通過P-基區(qū)注入窗口進(jìn)行P-基區(qū)摻雜、注入處理，再進(jìn)行退火處理；
S2214a :通過P-基區(qū)注入窗口進(jìn)行N+源極區(qū)摻雜、注入處理，再進(jìn)行退火處理； S2215a :通過P-基區(qū)注入窗口進(jìn)行P+歐姆接觸區(qū)注入處理，再進(jìn)行退火處理；
S2216a :對(duì)N+源極區(qū)表面的氧化層進(jìn)行發(fā)射極金屬電極接觸窗口的刻蝕處理；
S2217a :對(duì)硼硅玻璃層進(jìn)行柵極金屬電極接觸窗口的刻蝕處理；
S2218a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行金屬電極沉積處理； S2219a :進(jìn)行金屬電極刻蝕處理，將發(fā)射極金屬電極與柵極金屬電極間隔開來；
S223b :將經(jīng)過以上處理的N型半導(dǎo)體襯底翻轉(zhuǎn)180度，在N緩沖層區(qū)的外表面進(jìn)行P+集電極區(qū)注入、摻雜與推進(jìn)、退火處理；
S224b :在P+集電極區(qū)的外表面制作集電極金屬電極。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明還具體提供了第五種平面柵型IGBT芯片制作方法的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案，一種平面柵型IGBT芯片制作方法，包括以下步驟
5311:選取一塊N型半導(dǎo)體襯底；
5312:對(duì)N型半導(dǎo)體襯底的芯片制作有效區(qū)的正面表面進(jìn)行絕緣材料的沉積，厚度與介質(zhì)埋層的厚度一致；
5313:對(duì)絕緣材料層進(jìn)行刻蝕，形成介質(zhì)埋層；
5314:對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行外延處理，外延層的摻雜濃度與N-漂移區(qū)的摻雜濃度一致，外延層的厚度與第一 N型載流子埋層的結(jié)深一致；
S3151a :在外延層的外表面上形成柵氧化層；
S3152a:在柵氧化層的外表面進(jìn)行多晶硅沉積處理，形成多晶硅柵，并對(duì)多晶硅柵進(jìn)行 N型摻雜，摻雜濃度為5E19/cm3 lE20/cm3 ；
S3153a :在多晶硅柵的外表面進(jìn)行硼硅玻璃層沉積處理；
S3154a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行第一 N型載流子埋層注入窗口刻蝕；
S3155a :通過第一 N型載流子埋層注入窗口對(duì)N型半導(dǎo)體襯底進(jìn)行第一 N型載流子埋層注入、退火處理；
S3156a:通過第一N型載流子埋層注入窗口進(jìn)行P-基區(qū)摻雜、注入處理，再進(jìn)行退火處
理；
S3157a:通過第一 N型載流子埋層注入窗口進(jìn)行N+源極區(qū)摻雜、注入處理，再進(jìn)行退火處理；
S3158a :通過第一 N型載流子埋層注入窗口進(jìn)行P+歐姆接觸區(qū)注入處理，再進(jìn)行退火處理；
S3159a :對(duì)N+源極區(qū)表面的氧化層進(jìn)行發(fā)射極金屬電極接觸窗口的刻蝕處理；
S3160a :對(duì)硼硅玻璃層進(jìn)行柵極金屬電極接觸窗口的刻蝕處理；
S3161a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行金屬電極沉積處理； S3162a :進(jìn)行金屬電極刻蝕處理，將發(fā)射極金屬電極與柵極金屬電極間隔開來；
S3151b :將經(jīng)過以上處理的N型半導(dǎo)體襯底翻轉(zhuǎn)180度，并進(jìn)行背面處理，將背面部分減薄至所需厚度；
S3152b :對(duì)N型半導(dǎo)體襯底的背部表面進(jìn)行N緩沖層區(qū)注入摻雜與推進(jìn)、退火處理； S3153b :在N緩沖層區(qū)的外表面進(jìn)行P+集電極區(qū)注入、摻雜與推進(jìn)、退火處理；
S3154b :在P+集電極區(qū)的外表面制作集電極金屬電極。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明還具體提供了第六種平面柵型IGBT芯片制作方法的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案，一種平面柵型IGBT芯片制作方法，包括以下步驟
5311:選取一塊N型半導(dǎo)體襯底；
5312:對(duì)N型半導(dǎo)體襯底芯片制作有效區(qū)的正面表面進(jìn)行絕緣材料的沉積，厚度與介質(zhì)埋層的厚度一致；
5313:對(duì)絕緣材料層進(jìn)行刻蝕，形成介質(zhì)埋層；
S314:對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行外延處理，外延層的摻雜濃度與N-漂移區(qū)的摻雜濃度一致，外延層的厚度與第一 N型載流子埋層的結(jié)深一致；
S3151b :將經(jīng)過以上處理的N型半導(dǎo)體襯底翻轉(zhuǎn)180度，并進(jìn)行背面處理，將背面部分減薄至所需厚度；
S3152b :對(duì)N型半導(dǎo)體襯底的背部表面進(jìn)行N緩沖層區(qū)注入摻雜與推進(jìn)、退火處理； S3151a :在外延層的外表面上形成柵氧化層；
S3152a:在柵氧化層的外表面進(jìn)行多晶硅沉積處理，形成多晶硅柵，并對(duì)多晶硅柵進(jìn)行N型摻雜，摻雜濃度為5E19/cm3 lE20/cm3 ；
S3153a :在多晶硅柵的外表面進(jìn)行硼硅玻璃層沉積處理；
S3154a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行第一 N型載流子埋層注入窗口刻蝕； S3155a :通過第一 N型載流子埋層注入窗口對(duì)N型半導(dǎo)體襯底進(jìn)行第一 N型載流子埋層注入、退火處理；
S3156a :通過第一 N型載流子埋層注入窗口進(jìn)行P-基區(qū)摻雜、注入處理，再進(jìn)行退火處
理；
S3157a:通過第一 N型載流子埋層注入窗口進(jìn)行N+源極區(qū)摻雜、注入處理，再進(jìn)行退火處理；
S3158a:通過第一 N型載流子埋層注入窗口進(jìn)行P+歐姆接觸區(qū)注入處理，再進(jìn)行退火處理；
S3159a :對(duì)N+源極區(qū)表面的氧化層進(jìn)行發(fā)射極金屬電極接觸窗口的刻蝕處理；
S3160a :對(duì)硼硅玻璃層進(jìn)行柵極金屬電極接觸窗口的刻蝕處理；
S3161a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行金屬電極沉積處理； S3162a :進(jìn)行金屬電極刻蝕處理，將發(fā)射極金屬電極與柵極金屬電極間隔開來；
S3153b :對(duì)N型半導(dǎo)體襯底的背部表面進(jìn)行P+集電極區(qū)注入、摻雜與推進(jìn)、退火處理； S3154b :在P+集電極區(qū)的外表面制作集電極金屬電極。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明還具體提供了第七種平面柵型IGBT芯片制作方法的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案，一種平面柵型IGBT芯片制作方法，包括以下步驟
5321:選取兩塊N型半導(dǎo)體襯底；
5322:將其中的第一塊N型半導(dǎo)體襯底進(jìn)行氧化或沉積，在N型半導(dǎo)體襯底的硅表面形成包括氧化硅或氮氧化物在內(nèi)的絕緣材料，絕緣材料厚度與介質(zhì)埋層的厚度一致；
5323:對(duì)N型半導(dǎo)體襯底表面的包括氧化硅或氮氧化物在內(nèi)的絕緣材料進(jìn)行光刻與刻蝕，形成介質(zhì)埋層；
5324:對(duì)第二塊N型半導(dǎo)體襯底進(jìn)行光刻與刻蝕，形成與步驟S323中介質(zhì)埋層凹凸面相吻合的圖形；
5325:將第一塊N型半導(dǎo)體襯底翻轉(zhuǎn)180°，再將在步驟S323中由N型半導(dǎo)體襯底形成的介質(zhì)埋層與步驟S324中形成的圖形進(jìn)行凹凸面對(duì)接，在450°C 1150°C溫度下將兩塊N型半導(dǎo)體襯底直接鍵合成一塊；
5326:將N型半導(dǎo)體襯底的正面磨片，控制介質(zhì)埋層的位置深度為目標(biāo)深度；
S3151a :在經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面上形成柵氧化層；
S3152a:在柵氧化層的外表面進(jìn)行多晶硅沉積處理，形成多晶硅柵，并對(duì)多晶硅柵進(jìn)行N型摻雜，摻雜濃度為5E19/cm3 lE20/cm3 ；
S3153a :在多晶硅柵的外表面進(jìn)行硼硅玻璃層沉積處理；S3154a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行第一 N型載流子埋層注入窗口刻蝕；
S3155a :通過第一 N型載流子埋層注入窗口對(duì)N型半導(dǎo)體襯底進(jìn)行第一 N型載流子埋層注入、退火處理；
S3156a :通過第一 N型載流子埋層注入窗口進(jìn)行P-基區(qū)摻雜、注入處理，再進(jìn)行退火處
理；
S3157a:通過第一 N型載流子埋層注入窗口進(jìn)行N+源極區(qū)摻雜、注入處理，再進(jìn)行退火處理；
S3158a:通過第一 N型載流子埋層注入窗口進(jìn)行P+歐姆接觸區(qū)注入處理，再進(jìn)行退火處理；
S3159a :對(duì)N+源極區(qū)表面的氧化層進(jìn)行發(fā)射極金屬電極接觸窗口的刻蝕處理；
S3160a :對(duì)硼硅玻璃層進(jìn)行柵極金屬電極接觸窗口的刻蝕處理；
S3161a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行金屬電極沉積處理； S3162a :進(jìn)行金屬電極刻蝕處理，將發(fā)射極金屬電極與柵極金屬電極間隔開來；
S3151b :將經(jīng)過以上處理的N型半導(dǎo)體襯底翻轉(zhuǎn)180度，并進(jìn)行背面處理，將背面部分減薄至所需厚度；
S3152b :對(duì)N型半導(dǎo)體襯底的背部表面進(jìn)行N緩沖層區(qū)注入摻雜與推進(jìn)、退火處理； S3153b :在N緩沖層區(qū)的外表面進(jìn)行P+集電極區(qū)注入、摻雜與推進(jìn)、退火處理； S3154b :在P+集電極區(qū)的外表面制作集電極金屬電極。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明還具體提供了第八種平面柵型IGBT芯片制作方法的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案，一種平面柵型IGBT芯片制作方法，包括以下步驟
5321:選取兩塊N型半導(dǎo)體襯底；
5322:將其中的第一塊N型半導(dǎo)體襯底進(jìn)行氧化或沉積，在N型半導(dǎo)體襯底的硅表面形成包括氧化硅或氮氧化物在內(nèi)的絕緣材料，絕緣材料厚度與介質(zhì)埋層的厚度一致；
5323:對(duì)N型半導(dǎo)體襯底表面的包括氧化硅或氮氧化物在內(nèi)的絕緣材料進(jìn)行光刻與刻蝕，形成介質(zhì)埋層；
5324:對(duì)第二塊N型半導(dǎo)體襯底進(jìn)行光刻與刻蝕，形成與步驟S323中介質(zhì)埋層凹凸面相吻合的圖形；
5325:將第一塊N型半導(dǎo)體襯底翻轉(zhuǎn)180°，再將在步驟S323中由N型半導(dǎo)體襯底形成的介質(zhì)埋層與步驟S324中形成的圖形進(jìn)行凹凸面對(duì)接，在450°C 1150°C溫度下將兩塊N型半導(dǎo)體襯底直接鍵合成一塊；
5326:將N型半導(dǎo)體襯底的正面磨片，控制介質(zhì)埋層的位置深度為目標(biāo)深度；
S3151b :將經(jīng)過以上處理的N型半導(dǎo)體襯底翻轉(zhuǎn)180度，并進(jìn)行背面處理，將背面部分
減薄至所需厚度；
S3152b :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的背部表面進(jìn)行N緩沖層區(qū)注入摻雜與推進(jìn)、退火處理；
S3151a :將經(jīng)過以上處理的N型半導(dǎo)體襯底翻轉(zhuǎn)180度，并進(jìn)行正面處理，在經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面上形成柵氧化層；
S3152a:在柵氧化層的外表面進(jìn)行多晶硅沉積處理，形成多晶硅柵，并對(duì)多晶硅柵進(jìn)行N型摻雜，摻雜濃度為5E19/cm3 lE20/cm3 ；
S3153a :在多晶硅柵的外表面進(jìn)行硼硅玻璃層沉積處理；
S3154a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行第一 N型載流子埋層注入窗口刻蝕；
S3155a :通過第一 N型載流子埋層注入窗口對(duì)N型半導(dǎo)體襯底進(jìn)行第一 N型載流子埋層注入、退火處理；
S3156a :通過第一 N型載流子埋層注入窗口進(jìn)行P-基區(qū)摻雜、注入處理，再進(jìn)行退火處
理；
S3157a:通過第一 N型載流子埋層注入窗口進(jìn)行N+源極區(qū)摻雜、注入處理，再進(jìn)行退火 處理；
S3158a:通過第一 N型載流子埋層注入窗口進(jìn)行P+歐姆接觸區(qū)注入處理，再進(jìn)行退火處理；
S3159a :對(duì)N+源極區(qū)表面的氧化層進(jìn)行發(fā)射極金屬電極接觸窗口的刻蝕處理；
S3160a :對(duì)硼硅玻璃層進(jìn)行柵極金屬電極接觸窗口的刻蝕處理；
S3161a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行金屬電極沉積處理； S3162a :進(jìn)行金屬電極刻蝕處理，將發(fā)射極金屬電極與柵極金屬電極間隔開來；
S3153b :將經(jīng)過以上處理的N型半導(dǎo)體襯底翻轉(zhuǎn)180度，并在N緩沖層區(qū)的外表面進(jìn)行P+集電極區(qū)注入、摻雜與推進(jìn)、退火處理；
S3154b :在P+集電極區(qū)的外表面制作集電極金屬電極。作為本發(fā)明一種平面柵型IGBT芯片制作方法技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，第一N型載流子埋層注入窗口的大小與多晶硅柵的窗口大小相同。作為本發(fā)明一種平面柵型IGBT芯片制作方法技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，N+源極區(qū)注入窗口的大小與多晶娃柵的窗口大小相同。作為本發(fā)明一種平面柵型IGBT芯片制作方法技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，采用各向同性刻蝕方法對(duì)第一 N型載流子埋層進(jìn)行刻蝕。作為本發(fā)明一種平面柵型IGBT芯片制作方法技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，介質(zhì)埋層窗口的大小與多晶娃柵的窗口大小相同。作為本發(fā)明一種平面柵型IGBT芯片制作方法技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，P-基區(qū)注入窗口的大小與多晶娃柵的窗口大小相同。作為本發(fā)明一種平面柵型IGBT芯片制作方法技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，采用各向同性刻蝕方法對(duì)N型半導(dǎo)體襯底的芯片制作有效區(qū)進(jìn)行刻蝕。作為本發(fā)明一種平面柵型IGBT芯片制作方法技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，第一N型載流子埋層注入窗口的大小與多晶硅柵的窗口大小相同。作為本發(fā)明一種平面柵型IGBT芯片制作方法技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，采用各向異性的腐蝕方法或者等離子刻蝕方法對(duì)第二塊N型半導(dǎo)體襯底進(jìn)行光刻與刻蝕。作為本發(fā)明一種平面柵型IGBT芯片制作方法技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，N型半導(dǎo)體襯底采用包括Si半導(dǎo)體材料或SiC或GaN或金剛石在內(nèi)的寬禁帶半導(dǎo)體材料。作為本發(fā)明一種平面柵型IGBT芯片制作方法技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，采用8E12/cm3 5E14/cm3的摻雜濃度對(duì)N型半導(dǎo)體襯底進(jìn)行摻雜。
作為本發(fā)明一種平面柵型IGBT芯片制作方法技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，將所述N型半導(dǎo)體襯底的材料厚度控制在60um 750um之間。作為本發(fā)明一種平面柵型IGBT芯片制作方法技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，在步驟S127a和步驟S226a中，對(duì)N型半導(dǎo)體襯底表面的包括氧化硅或氮氧化物在內(nèi)的絕緣材料進(jìn)行不少于兩次的光刻與刻蝕處理，刻蝕采用各向異性的腐蝕方法或者等離子刻蝕方法，最終形成介質(zhì)埋層。作為本發(fā)明一種平面柵型IGBT芯片制作方法技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，介質(zhì)埋層的寬度等于或小于第一 N型載流子 埋層的寬度。作為本發(fā)明一種平面柵型IGBT芯片制作方法技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，介質(zhì)埋層采用包括SiO2或氮氧化物在內(nèi)的絕緣材料。作為本發(fā)明一種平面柵型IGBT芯片制作方法技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，將介質(zhì)埋層的厚度控制在O. Ium I. 5um之間。作為本發(fā)明一種平面柵型IGBT芯片制作方法技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，介質(zhì)埋層與多晶硅柵底部的柵氧化層非接觸。作為本發(fā)明一種平面柵型IGBT芯片制作方法技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，將介質(zhì)埋層與柵氧化層之間的間距控制在O. 2um Ium之間。作為本發(fā)明一種平面柵型IGBT芯片制作方法技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，介質(zhì)埋層的厚度均勻設(shè)置。作為本發(fā)明一種平面柵型IGBT芯片制作方法技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，按照與第
一N型載流子埋層在芯片正面俯視方向上相似的形狀對(duì)介質(zhì)埋層的形狀進(jìn)行設(shè)置。作為本發(fā)明一種平面柵型IGBT芯片制作方法技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，將所述介質(zhì)埋層在單個(gè)元胞范圍內(nèi)從芯片正面俯視方向上的形狀設(shè)置為條形或方形或正六邊形或圓形或三角形或任意多邊形。作為本發(fā)明一種平面柵型IGBT芯片制作方法技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，將介質(zhì)埋層在單個(gè)元胞內(nèi)設(shè)置為多個(gè)從芯片正面俯視方向上的形狀為豎條或橫條或圓形或任意多邊形的圖形的組合。作為本發(fā)明一種平面柵型IGBT芯片制作方法技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，將介質(zhì)埋層在單個(gè)元胞內(nèi)的多個(gè)圖形設(shè)置為一相同的圖形的組合。作為本發(fā)明一種平面柵型IGBT芯片制作方法技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，介質(zhì)埋層在單個(gè)元胞內(nèi)的多個(gè)圖形之間相互接觸。作為本發(fā)明一種平面柵型IGBT芯片制作方法技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，在介質(zhì)埋層的兩個(gè)端部或其中任意一個(gè)端部設(shè)置向下的端頭。作為本發(fā)明一種平面柵型IGBT芯片制作方法技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，在介質(zhì)埋層的中部設(shè)置一個(gè)以上向下的端頭。作為本發(fā)明一種平面柵型IGBT芯片制作方法技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，將介質(zhì)埋層兩個(gè)端部的厚度設(shè)置為比中部的厚度厚O. 2um I. 5um。作為本發(fā)明一種平面柵型IGBT芯片制作方法技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，將介質(zhì)埋層的端頭設(shè)置為相同或不相同的厚度。作為本發(fā)明一種平面柵型IGBT芯片制作方法技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，將介質(zhì)埋層的端頭設(shè)置為相同或不相同的寬度。作為本發(fā)明一種平面柵型IGBT芯片制作方法技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，將介質(zhì)埋層的端頭之間設(shè)置為相同或不相同的間距。作為本發(fā)明一種平面柵型IGBT芯片制作方法技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，按照8E15/cm3 2E16/cm3的摻雜濃度對(duì)包括第一 N型載流子埋層和/或第二 N型載流子埋層在內(nèi)的N型載流子埋層進(jìn)行摻雜。作為本發(fā)明一種平面柵型IGBT芯片制作方法技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，將包括第一 N型載流子埋層和/或第二 N型載流子埋層在內(nèi)的N型載流子埋層的結(jié)深控制在
O.5um 2um之間。
作為本發(fā)明一種平面柵型IGBT芯片制作方法技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，將第一 N型載流子埋層的寬度設(shè)置為大于或小于P-基區(qū)的寬度。作為本發(fā)明一種平面柵型IGBT芯片制作方法技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，將第二 N型載流子埋層的寬度設(shè)置為大于或小于多晶硅柵的寬度。作為本發(fā)明一種平面柵型IGBT芯片制作方法技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，將第一 N型載流子埋層在芯片正面俯視方向上的形狀設(shè)置為與P-基區(qū)相似的形狀。作為本發(fā)明一種平面柵型IGBT芯片制作方法技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，將第二 N型載流子埋層在芯片正面俯視方向上的形狀設(shè)置為與多晶硅柵相似的形狀。作為本發(fā)明一種平面柵型IGBT芯片制作方法技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，將第一 N型載流子埋層在單個(gè)元胞范圍內(nèi)從芯片正面俯視方向上的形狀設(shè)置為條形或方形或正六邊形或圓形或三角形或任意多邊形。作為本發(fā)明一種平面柵型IGBT芯片制作方法技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，將第二 N型載流子埋層在單個(gè)元胞范圍內(nèi)從芯片正面俯視方向上的形狀設(shè)置為條形或方形或正六邊形或圓形或三角形或任意多邊形。作為本發(fā)明一種平面柵型IGBT芯片制作方法技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，當(dāng)平面柵型IGBT芯片包括兩個(gè)以上的元胞時(shí)，對(duì)平面柵型IGBT芯片的所有元胞或部分元胞設(shè)置第
一N型載流子埋層。作為本發(fā)明一種平面柵型IGBT芯片制作方法技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，當(dāng)平面柵型IGBT芯片包括兩個(gè)以上的元胞時(shí)，對(duì)平面柵型IGBT芯片的所有元胞或部分元胞設(shè)置第
二N型載流子埋層。作為本發(fā)明一種平面柵型IGBT芯片制作方法技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，當(dāng)平面柵型IGBT芯片包括兩個(gè)以上的元胞時(shí)，對(duì)平面柵型IGBT芯片的所有元胞或部分元胞設(shè)置介
質(zhì)埋層。通過實(shí)施上述本發(fā)明一種平面柵型IGBT芯片制作方法的技術(shù)方案，具有以下技術(shù)效果
(1)本發(fā)明提出了一種具有雙重空穴阻擋效應(yīng)的平面柵型IGBT芯片的制作方法，可以同時(shí)對(duì)IGBT發(fā)射極附近的空穴起到勢(shì)壘阻擋和物理阻擋的效果；
(2)與單重阻擋效應(yīng)結(jié)構(gòu)相比，采用本發(fā)明IGBT芯片制作方法制作的平面柵型IGBT芯片結(jié)構(gòu)可以大大地提高IGBT發(fā)射極附近區(qū)域的空穴濃度，相應(yīng)地大大提高了該處的電子注入效率；(3)本發(fā)明由于電子注入效率的提高，從而進(jìn)一步增強(qiáng)了 IGBT漂移區(qū)的電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，使IGBT的導(dǎo)通壓降更小，最終獲得更優(yōu)的導(dǎo)通壓降與關(guān)斷損耗的折中關(guān)系。


為了更清楚地說明本發(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，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I是現(xiàn)有技術(shù)一種常規(guī)平面柵型IGBT的結(jié)構(gòu)示意 圖2是本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)常規(guī)平面柵型IGBT的導(dǎo)通壓降對(duì)比示意圖；
圖3是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片一種具體實(shí)施方式
中單個(gè)元胞的縱向剖面結(jié)構(gòu)示意
圖4是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片一種具體實(shí)施方式
單個(gè)元胞內(nèi)N型載流子埋層的俯視結(jié)構(gòu)不意 圖5是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片一種具體實(shí)施方式
多個(gè)元胞內(nèi)N型載流子埋層的俯視結(jié)構(gòu)不意 圖6是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片另一種具體實(shí)施方式
多個(gè)元胞內(nèi)N型載流子埋層的俯視結(jié)構(gòu)示意 圖I是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片另一種具體實(shí)施方式
單個(gè)元胞的縱向剖面結(jié)構(gòu)示意
圖8是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片一種具體實(shí)施方式
單個(gè)元胞內(nèi)介質(zhì)埋層的俯視結(jié)構(gòu)示意 圖9是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片一種具體實(shí)施方式
多個(gè)元胞內(nèi)介質(zhì)埋層的俯視結(jié)構(gòu)示意 圖10是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片另一種具體實(shí)施方式
多個(gè)元胞內(nèi)介質(zhì)埋層的俯視結(jié)構(gòu)示意 圖11是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片另一種具體實(shí)施方式
單個(gè)元胞中介質(zhì)埋層的俯視結(jié)構(gòu)示意 圖12是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片一種具體實(shí)施方式
單個(gè)元胞中介質(zhì)埋層的剖面結(jié)構(gòu)示意 圖13是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片第三種具體實(shí)施方式
單個(gè)元胞的縱向剖面結(jié)構(gòu)示意
圖14是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片第三種具體實(shí)施方式
多個(gè)元胞內(nèi)N型載流子埋層的俯視結(jié)構(gòu)示意 圖15是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片第四種具體實(shí)施方式
單個(gè)元胞的縱向剖面結(jié)構(gòu)示意
圖16是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟Sll的過程示意
圖17是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S121a的過程示意 圖18是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S122a的過程示意 圖19是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S123a的過程示意 圖20是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S124a的過程示意 圖21是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S125a的過程示意 圖22是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S126a的過程示 意 圖23是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S127a的過程示意 圖24是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S128a的過程示意 圖25是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S129a的過程示意 圖26是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S1210a的過程示意 圖27是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S1211a的過程示意 圖28是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S1212a的過程示意 圖29是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S1213a的過程示意 圖30是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S1214a的過程示意 圖31是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S1215a的過程示意 圖32是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S1216a的過程示意 圖33是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S1217a的過程示意 圖34是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S1218a的過程示意 圖35是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S1219a的過程示意 圖36是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S1220a的過程示意圖；圖37是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S121b的過程示意 圖38是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S122b的過程示意 圖39是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S123b的過程示意 圖40是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S124b的過程示意 圖41是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S21的過程示意 圖42是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S221a的過程示意 圖43是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S222a的過程示意 圖44是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S223a的過程示意 圖45是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S224a的過程示意 圖46是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S225a的過程示意 圖47是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S226a的過程示意 圖48是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S227a的過程示意 圖49是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S228a的過程示意 圖50是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S229a的過程示意 圖51是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S2210a的過程示意 圖52是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S2211a的過程示意 圖53是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S2212a的過程示意 圖54是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S2213a的過程示意 圖55是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S2214a的過程示意 圖56是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S311的過程示意 圖57是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S312的過程示意 圖58是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S313的過程示意 圖59是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S314的過程示意 圖60是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S3151a的過程示意 圖61是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S3152a的過程 示意 圖62是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S3153a的過程示意 圖63是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S3154a的過程示意 圖64是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S3155a的過程示意 圖65是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S3156a的過程示意 圖66是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S3157a的過程示意 圖67是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S321的過程示意 圖68是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S322的過程示意 圖69是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S323的過程示意 圖70是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S324的過程示意 圖71是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S325的過程示意 圖72是本發(fā)明平面柵型IGBT芯片制作方法一種具體實(shí)施方式
中步驟S326的過程示意 圖中I -門極，2-發(fā)射極，3-集電極，4-P-阱，5-N漂移區(qū)，6-N緩沖區(qū)，IO-N-漂移區(qū)，Il-N緩沖層區(qū)，12-P+集電極區(qū)，13-P-基區(qū)，14-P+歐姆接觸區(qū)，15-N+源極區(qū)，16-第一 N型載流子埋層，17-第二 N型載流子埋層，20-柵氧化層，21-介質(zhì)埋層，30-多晶硅柵，40-集電極金屬電極，41-發(fā)射極金屬電極,42-柵極金屬電極，100-半導(dǎo)體襯底一，200-半導(dǎo)體襯底二，101-半導(dǎo)體襯底正面部分，102-半導(dǎo)體襯底背面部分。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。如附圖2至附圖72所示，給出了本發(fā)明一種平面柵型IGBT芯片制作方法，以及根據(jù)此方法制作的平面柵型IGBT芯片的具體實(shí)施例，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如附圖7所示是應(yīng)用本發(fā)明制作的平面柵型IGBT芯片一種具體實(shí)施方式
中單個(gè)元胞的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，平面柵型IGBT芯片通常包括多個(gè)元胞，采用這種芯片結(jié)構(gòu)的絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)具有雙重空穴阻擋效應(yīng)。作為一種較佳的實(shí)施方式，附圖7所示的具體技術(shù)方案是平面柵型IGBT芯片，包括至少一個(gè)元胞，元胞包括集電極金屬電極40、 P+集電極區(qū)12、N-漂移區(qū)10、P-基區(qū)13、P+歐姆接觸區(qū)14、N+源極區(qū)15、柵氧化層20、多晶娃柵30、發(fā)射極金屬電極41和柵極金屬電極42。集電極金屬電極40、P+集電極區(qū)12、N-漂移區(qū)10、P-基區(qū)13、P+歐姆接觸區(qū)14、N+源極區(qū)15、柵氧化層20、多晶硅柵30和柵極金屬電極42從下至上依次排列。P+歐姆接觸區(qū)14的上方設(shè)置有發(fā)射極金屬電極41。平面柵型IGBT芯片的多晶硅柵30進(jìn)一步為平面柵結(jié)構(gòu)。在平面柵型IGBT芯片單個(gè)元胞的P-基區(qū)13的下方設(shè)置第一 N型載流子埋層16，該第一 N型載流子埋層16包圍著P-基區(qū)13。第二 N型載流子埋層17位于柵氧化層20的下方，P-基區(qū)13的兩側(cè)。并在P-基區(qū)13與第一 N型載流子埋層16的交界處設(shè)置介質(zhì)埋層21，介質(zhì)埋層21包圍著P-基區(qū)13，但介質(zhì)埋層21與柵氧化層20不接觸。在采用這種芯片結(jié)構(gòu)的絕緣柵雙極型晶體管導(dǎo)通時(shí)，絕緣柵雙極型晶體管發(fā)射極附近的空穴受到載流子存儲(chǔ)層的勢(shì)壘阻擋及介質(zhì)層的物理阻擋的雙重阻擋作用。因此，大大地提高了絕緣柵雙極型晶體管發(fā)射極附近區(qū)域的空穴濃度。相應(yīng)地，大大提高了該處的電子注入效率，從而進(jìn)一步增強(qiáng)了絕緣柵雙極型晶體管漂移區(qū)的電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，使絕緣柵雙極型晶體管的導(dǎo)通壓降更小，最終獲得更優(yōu)的導(dǎo)通壓降與關(guān)斷損耗的折中關(guān)系。通過本發(fā)明制作的平面柵型IGBT芯片采用的雙重空穴阻擋原理為當(dāng)IGBT正向?qū)〞r(shí)，從IGBT背部的P+集電極區(qū)12注入到N-漂移區(qū)10的少數(shù)載流子空穴，會(huì)通過N-漂移區(qū)10向IGBT發(fā)射極附近的P-基區(qū)13運(yùn)動(dòng)(被P-基區(qū)13抽取)。當(dāng)?shù)竭_(dá)N型載流子埋層時(shí)，由于勢(shì)壘的阻擋作用，空穴載流子受到阻擋，在N型載流子埋層附近集聚，相應(yīng)地增加了電子注入效率。當(dāng)空穴透過N型載流子埋層后，還繼續(xù)受到介質(zhì)埋層21的物理阻擋，繼續(xù)進(jìn)行集聚，進(jìn)一步增加電子注入效率。由于空穴受到雙重阻擋，可以形成更多的集聚，電子注入效率就更大，電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)就更強(qiáng)。如附圖7所示的平面柵型IGBT芯片的單個(gè)元胞剖視圖中，在IGBT芯片的單個(gè)元胞內(nèi)從下至上，依次為集電極金屬電極40、P+集電極區(qū)12、N緩沖層區(qū)11 (可以有，如果有，則器件的縱向耐壓結(jié)構(gòu)為SPT, Soft-Punch Through,軟穿通結(jié)構(gòu)，也稱FS, field stop,電場(chǎng)截止結(jié)構(gòu)，或者LPT, Low-Punch Through,弱穿通結(jié)構(gòu)，或者TPT, Thin-Punch through,薄穿通結(jié)構(gòu)等。也可以沒有，如果沒有，則器件的縱向耐壓結(jié)構(gòu)為NPT, Non-Punch through,非穿通結(jié)構(gòu))、N-漂移區(qū)10、N型載流子埋層(包括第一 N型載流子埋層16和第二 N型載流子埋層17)、介質(zhì)埋層21、P-基區(qū)13、P+歐姆接觸區(qū)14、N+源極區(qū)15、柵氧化層20、多晶硅柵30、發(fā)射極金屬電極41和柵極金屬電極42。其中，設(shè)置有發(fā)射極金屬電極41和柵極金屬電極42的這一面為本發(fā)明絕緣柵雙極型晶體管芯片的正面，而設(shè)置有集電極金屬電極40的這一面為絕緣柵雙極型晶體管芯片的反面。如附圖7所示的具體實(shí)施方式
，可以對(duì)IGBT芯片的每個(gè)元胞都設(shè)置第一 N型載流子埋層16和/或第二 N型載流子埋層17，也可以是進(jìn)行選擇性的設(shè)置(不是每個(gè)元胞都設(shè)置)，即可以任意選擇N (N為整數(shù)，I彡N彡IGBT芯片的元胞總數(shù))個(gè)元胞來進(jìn)行設(shè)置。還可以是某些元胞只有第一 N型載流子埋層16，而沒有第二 N型載流子埋層17，或者是某些元胞只有第二 N型載流子埋層17而沒有第一 N型載流子埋層16，如附圖3所示。如附圖14所示，元胞a只有第一 N型載流子 埋層16，元胞b沒有第一 N型載流子埋層16和第二 N型載流子埋層17，元胞c只有第二 N型載流子埋層17，元胞d中既有第一N型載流子埋層16，又有第二 N型載流子埋層17。這里僅以六邊形元胞為例，對(duì)其他形狀的元胞也適用。IGBT芯片的襯底材料可以為普通的Si半導(dǎo)體材料或者SiC、GaN及金剛石等寬禁帶半導(dǎo)體材料，襯底材料的摻雜濃度為8E12/cm3 5E14/cm3，厚度為60um 750um。襯底材料是指除了金屬電極之外的所有部分，只是在后來的加工過程中，對(duì)襯底的上、下表面都進(jìn)行了摻雜，改變了襯底的濃度，形成N-漂移區(qū)10、N緩沖層區(qū)11、P+集電極區(qū)12、P-基區(qū)13、P+歐姆接觸區(qū)14、N+源極區(qū)15，以及N型載流子埋層等結(jié)構(gòu)。其中，唯有N-漂移區(qū)10的濃度沒有改變，維持與襯底材料的濃度一致。但是盡管其他區(qū)都經(jīng)過了摻雜，改變了濃度，但是還是Si或其他半導(dǎo)體材料。具有雙重空穴阻擋效應(yīng)的平面柵型IGBT結(jié)構(gòu)進(jìn)一步為N型載流子埋層與介質(zhì)埋層21的組合。具體如下
I、N型載流子埋層
(Al)N型載流子埋層包括第一及第二兩部分，第一部分(第一 N型載流子埋層16)位于P-基區(qū)13的下方；在單個(gè)元胞中，第二部分(第二 N型載流子埋層17)位于柵氧化層20的下方，P-基區(qū)13的兩側(cè)；當(dāng)本發(fā)明絕緣柵雙極型晶體管芯片包括多個(gè)元胞時(shí)，第二 N型載流子埋層17位于相鄰的兩個(gè)P-基區(qū)13之間，并在柵氧化層20的下方。這兩部分可同時(shí)有，如附圖3所示，也可只有其中之一。(A2)在Al的基礎(chǔ)上，第一 N型載流子埋層16和/或第二 N型載流子埋層17可以對(duì)IGBT的每個(gè)元胞都設(shè)置，也可以任意選擇N (N為整數(shù)，I彡N彡IGBT芯片的元胞總數(shù))個(gè)元胞來進(jìn)行設(shè)置。(A3)第一 N型載流子埋層16和/或第二 N型載流子埋層17的摻雜濃度為8E15/cm3 2E16/cm3，第一 N型載流子埋層16和/或第二 N型載流子埋層17的濃度可相同，也可不同。(A4)第一 N型載流子埋層16和/或第二 N型載流子埋層17的結(jié)深為O. 5um 2um，第一 N型載流子埋層16和/或第二 N型載流子埋層17的結(jié)深可相同，也可不同。(A5)第一 N型載流子埋層16在P-基區(qū)13的外圍，緊緊包圍著P-基區(qū)13 (如附圖3芯片的縱向剖面圖所示)。第二 N型載流子埋層17在柵氧化層20的下方，兩端與第一N型載流子埋層16的外邊界接觸。
(A6)如附圖4、5和6所示，第一 N型載流子埋層16的形狀與P-基區(qū)13的形狀在俯視方向上(俯視方向，從IGBT芯片的正面向下看)相似，第二 N型載流子埋層17的形狀與多晶硅柵30的形狀在俯視方向上相似。具體地，第一 N型載流子埋層16和/或第二N型載流子埋層17可為條形或方形或正六邊形或圓形或三角形或其他多邊形(如附圖4、附圖5和附圖6中示出的條形、方形和正六邊形)。如果P-基區(qū)13的形狀是方形，第一 N型載流子埋層16也是方形；如果P-基區(qū)13的形狀是正六邊形，則第一 N型載流子埋層16也是正六邊形；如果P-基區(qū)13的形狀是其它形狀，第一 N型載流子埋層16的形狀也與之相同。如附圖4和7所示，第一 N型載流子埋層16的寬度L2大于或小于P-基區(qū)13的寬度LI，第二 N型載流子埋層17的寬度L4大于或小于多晶硅柵30的寬度L5。2、介質(zhì)埋層21
(BI)介質(zhì)埋層21的材料進(jìn)一步采用SiO2,氮氧化物等絕緣材 料。(B2)介質(zhì)埋層21進(jìn)一步位于P-基區(qū)13的下方與第一 N型載流子埋層16的交界處，在P-基區(qū)13的外圍，緊緊地包圍著P-基區(qū)13。(B3)如附圖7所示,介質(zhì)埋層21的厚度為O. Ium I. 5um,并進(jìn)一步位于第一 N型載流子埋層16內(nèi)。(B4)介質(zhì)埋層21包圍圈的兩頭最上端與柵氧化層20不接觸(如附圖13的剖視圖所示)，間距為O. 2um lum。(B5)介質(zhì)埋層21的形狀與第一 N型載流子埋層16的形狀在俯視方向上(俯視方向，從IGBT芯片的正面向下看)相似。具體地，介質(zhì)埋層21可進(jìn)一步為條形或方形或正六邊形或圓形或三角形或其他多邊形(如附圖8、附圖9和附圖10中所示的俯視圖，圖中示出了條形、方形和正六邊形)。(B6)如附圖11所示，介質(zhì)埋層21的形狀還可以是在單個(gè)元胞內(nèi)為多個(gè)豎條或橫條或圓形或任意多邊形。既可以由一種形狀的圖形重復(fù)設(shè)置，也可以是多種形狀的圖形的組合設(shè)置。只要保證介質(zhì)埋層21的邊緣不與柵氧化層20接觸(間距為B4中所述的O. 2um lum)，介質(zhì)埋層21在單個(gè)元胞內(nèi)的多個(gè)圖形與圖形之間可以接觸，也可以不接觸。(B7)在前述B6的基礎(chǔ)上，介質(zhì)埋層21的厚度可以均勻設(shè)置，也可以不均勻設(shè)置。具體為從如附圖12所示的剖視圖中，兩端(端頭朝下)的厚度比中間的厚度厚O. 2um
I.5um,可以兩端設(shè)置向下的端頭，還可以只在一端設(shè)置向下的端頭，還可以在中間設(shè)置一個(gè)或多個(gè)向下的端頭。每個(gè)端頭的厚度可以相同，也可以不相同。每個(gè)端頭的寬度可以相同，也可以不相同。端頭之間的間距可以相同，也可以不相同。這樣的形狀對(duì)空穴的阻擋效應(yīng)更強(qiáng)。此外，介質(zhì)埋層21也可以進(jìn)行選擇性設(shè)置，即可以對(duì)所有的元胞都設(shè)置介質(zhì)埋層21，也可以對(duì)部分元胞設(shè)置介質(zhì)埋層21，可參照前述的第一 N型載流子埋層16和/或第二N型載流子埋層17選擇性地設(shè)置。如附圖13所示，作為另一種實(shí)施方式，具有雙重空穴阻擋效應(yīng)的平面柵型IGBT芯片結(jié)構(gòu)還可以考慮N型載流子埋層與介質(zhì)埋層21的相關(guān)形狀、濃度、厚度等信息同上(包括前述的所有可能情況)，只是在縱向位置設(shè)置上將介質(zhì)埋層21下移至N-漂移區(qū)10內(nèi)，第一 N型載流子埋層16的下方，緊靠著第一 N型載流子埋層16設(shè)置。如附圖13所示，介質(zhì)埋層21可以為一設(shè)置在第一 N型載流子埋層16下方的曲面埋層。如附圖15所示，介質(zhì)埋層21也可為一設(shè)置在第一 N型載流子埋層16下方的平面埋層。即具有雙重空穴阻擋效應(yīng)的結(jié)構(gòu)還考慮N型載流子埋層與介質(zhì)埋層21的相關(guān)形狀、濃度、厚度等信息同上(包括前述的所有可能情況)。而介質(zhì)埋層21的相關(guān)信息如前述的BI、B3、B5和B6所述，但其在俯視方向上設(shè)置為一平面，并位于第一 N型載流子埋層16的下方，緊靠著第一 N型載流子埋層16設(shè)置。如附圖15所示，每單個(gè)元胞內(nèi)，介質(zhì)埋層21的寬度L3等于或小于第一 N型載流子埋層16的寬度L2。如附圖2所示為常規(guī)平面柵型IGBT芯片(E線)、只有N型載流子埋層的平面柵型IGBT芯片(D線)、只有介質(zhì)埋層21的平面柵型IGBT芯片(C線)及具有雙重空穴阻擋效應(yīng)的平面柵型IGBT芯片(B線、A線)的導(dǎo)通壓降的對(duì)比?？梢钥闯觯哂须p重空穴阻擋效應(yīng)的平面柵型IGBT芯片的導(dǎo)通壓降得到明顯的降低。對(duì)于平面柵IGBT芯片的制作方法，將其具體實(shí)施方式
分三種情況進(jìn)行描述。
對(duì)于第一種情況，制作如附圖7所示的平面柵型IGBT芯片，如附圖16至附圖40所示，具體的工藝流程為
Sll :如附圖16所示，選取一塊N型半導(dǎo)體襯底，N型半導(dǎo)體襯底由半導(dǎo)體襯底正面部分101和半導(dǎo)體襯底背面部分102組成，材料可以為普通的Si半導(dǎo)體材料或者SiC、GaN及金剛石等寬禁帶半導(dǎo)體材料，襯底材料的摻雜濃度為8E12/cm3 5E14/cm3，厚度為60um 750um ；
以下分兩種情況，即襯底厚度較厚與較薄的情況進(jìn)行介紹。對(duì)于厚度較薄的情況(這里的厚度指相對(duì)厚度，例如對(duì)于6英寸的晶圓，小于300um可歸類于這種情況，一般指耐壓彡1700V的情況)，先做正面工藝，再做背面工藝，具體如下
S121a:如附圖17所示，對(duì)N型半導(dǎo)體襯底芯片制作有效區(qū)的正面表面進(jìn)行第二 N型載流子埋層17的注入、退火，在第二 N型載流子埋層17的表面形成氧化層；
S122a :如附圖18所示，在氧化層上進(jìn)行第一 N型載流子埋層16注入窗口刻蝕，窗口大小與平面柵型IGBT芯片的多晶硅柵30的窗口大小相同；
S123a :如附圖19所示，通過第一 N型載流子埋層16注入窗口對(duì)N型半導(dǎo)體襯底進(jìn)行第一 N型載流子埋層16注入、退火；
S124a :如附圖20所示，對(duì)第一 N型載流子埋層16進(jìn)行各向同性刻蝕處理，刻蝕深度比平面柵型IGBT芯片的P-基區(qū)13的結(jié)深略大，但小于第一 N型載流子埋層16的結(jié)深；S125a :如附圖21所示，進(jìn)行氧化層刻蝕處理，去除退火處理過程中N型半導(dǎo)體襯底表面生成的氧化層；
S126a :如附圖22所示，在第一 N型載流子埋層16的外表面沉積氧化硅或氮氧化物等絕緣材料，沉積厚度與介質(zhì)埋層21的厚度一致；
S127a :如附圖23所示，對(duì)所沉積的絕緣材料進(jìn)行選擇性光刻與刻蝕，形成介質(zhì)埋層
21 ；
S128a :如附圖24所示，對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行P型材料外延，外延材料的摻雜濃度與P-基區(qū)13 —致，外延厚度為P-基區(qū)13的結(jié)深；
S129a :如附圖25所示，對(duì)外延材料的正面表面進(jìn)行打磨處理，去掉外延層的突出部
分；S1210a :如附圖26所示，對(duì)介質(zhì)埋層21兩端上方的部分進(jìn)行N型摻雜，摻雜濃度與第一 N型載流子埋層16 —致；
S1211a :如附圖27所示，在經(jīng)過以上處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面形成柵氧化層
20；
S1212a :如附圖28所示，在柵氧化層20的外表面進(jìn)行多晶硅沉積，形成多晶硅柵30，再進(jìn)行多晶硅柵30摻雜，摻雜濃度為5E19/cm3 lE20/cm3 ；
S1213a :如附圖29所示，在多晶硅柵30的外表面進(jìn)行硼硅玻璃層沉積處理；
S1214a :如附圖30所示，對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行N+源極區(qū)15注入窗口刻蝕,窗口大小與多晶娃柵30窗口一致；
S1215a :如附圖31所示，通過N+源極區(qū)15注入窗口對(duì)外延材料進(jìn)行N+源極區(qū)15摻雜、注入、退火；在附圖31中，N+源極區(qū)15注入窗口留有一層很薄的氧化層，離子注入可以穿透這一層而進(jìn)入N型半導(dǎo)體襯底內(nèi)；
S1216a :如附圖32所示，通過N+源極區(qū)15注入窗口進(jìn)行P+歐姆接觸區(qū)14注入、退
火；
S1217a :如附圖33所示，對(duì)N+源極區(qū)15表面的氧化層進(jìn)行發(fā)射極金屬電極41接觸窗口的刻蝕處理；
S1218a :如附圖34所示，對(duì)硼硅玻璃層進(jìn)行柵極金屬電極42接觸窗口的刻蝕處理；S1219a :如附圖35所示，對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行金屬電極 沉積處理；
S1220a :如附圖36所示，進(jìn)行金屬電極刻蝕處理，將發(fā)射極金屬電極41與柵極金屬電極42間隔開來；
然后做背面工藝
S121b :如附圖37所示，將經(jīng)過以上處理的N型半導(dǎo)體襯底翻轉(zhuǎn)180度，并進(jìn)行背面處理，將背面部分減薄至所需厚度；
S122b :如附圖38所示，對(duì)N型半導(dǎo)體襯底的背部表面進(jìn)行N緩沖層區(qū)11注入、摻雜與推進(jìn)、退火處理；
S123b :如附圖39所示，在N緩沖層區(qū)11的外表面進(jìn)行P+集電極區(qū)12注入、摻雜與推進(jìn)、退火處理；
S124b :如附圖40所示，在P+集電極區(qū)12的外表面制作集電極金屬電極40。對(duì)于厚度較厚的情況(這里的厚度指相對(duì)厚度，例如對(duì)于6英寸的晶圓，大于300um可歸類于這種情況，一般指耐壓> 1700V的情況)，先做背面的N緩沖層區(qū)11工藝，再做正面工藝，最后做背面的P+集電極區(qū)12摻雜及集電極金屬電極40工藝，具體如下S121b :將N型半導(dǎo)體襯底翻轉(zhuǎn)180度，并進(jìn)行背面處理，將背面部分減薄至所需厚度；S122b :對(duì)N型半導(dǎo)體襯底的背部表面進(jìn)行N緩沖層區(qū)11注入、摻雜與推進(jìn)、退火處理；S121a :如附圖17所示，對(duì)N型半導(dǎo)體襯底芯片制作有效區(qū)的正面表面進(jìn)行第二N型載流子埋層17的注入、退火處理，在第二 N型載流子埋層17的表面形成氧化層；
S122a :在氧化層上進(jìn)行第一 N型載流子埋層16注入窗口刻蝕，窗口大小與平面柵型IGBT芯片的多晶硅柵30的窗口大小相同；
S123a :通過第一 N型載流子埋層16注入窗口對(duì)N型半導(dǎo)體襯底第一 N型載流子埋層16注入、退火；
S124a :對(duì)第一 N型載流子埋層16進(jìn)行各向同性刻蝕，刻蝕深度比平面柵型IGBT芯片的P-基區(qū)13的結(jié)深略大，但小于第一 N型載流子埋層16的結(jié)深；
S125a :進(jìn)行氧化層刻蝕處理，去除退火處理過程中N型半導(dǎo)體襯底表面生成的氧化
層；
S126a :在第一 N型載流子埋層16的外表面沉積氧化硅或氮氧化物等絕緣材料，沉積厚度與介質(zhì)埋層21的厚度一致；
S127a :對(duì)所沉積的絕緣材料進(jìn)行選擇性光刻與刻蝕，形成 介質(zhì)埋層21 ；
S128a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行P型材料外延，外延材料的摻雜濃度與P-基區(qū)13 —致，外延厚度為P-基區(qū)13的結(jié)深；
S129a :對(duì)外延材料的正面表面進(jìn)行打磨處理，去掉外延層的突出部分；
S1210a :對(duì)介質(zhì)埋層21兩端上方的部分進(jìn)行N型摻雜，摻雜濃度與第一 N型載流子埋層16 —致；
S1211a :在經(jīng)過以上處理的N型半導(dǎo)體襯底的外表面形成柵氧化層20 ；
S1212a :在柵氧化層20的外表面進(jìn)行多晶硅沉積，形成多晶硅柵30，并對(duì)多晶硅柵30進(jìn)行N型摻雜，摻雜濃度為5E19/cm3 lE20/cm3 ；
S1213a :在多晶硅30的外表面進(jìn)行硼硅玻璃層沉積處理；
S1214a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行N+源極區(qū)15注入窗口刻蝕，窗口大小與多晶娃柵30窗口一致；
S1215a :通過N+源極區(qū)15注入窗口對(duì)外延材料進(jìn)行N+源極區(qū)15摻雜、注入、退火； S1216a :通過N+源極區(qū)15注入窗口進(jìn)行P+歐姆接觸區(qū)14注入、退火；
S1217a :對(duì)N+源極區(qū)15表面的氧化層進(jìn)行發(fā)射極金屬電極41接觸窗口的刻蝕處理； S1218a :對(duì)硼硅玻璃層進(jìn)行柵極金屬電極42接觸窗口的刻蝕處理；
S1219a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行金屬電極沉積處理；S1220a :進(jìn)行金屬電極刻蝕處理，將發(fā)射極金屬電極41與柵極金屬電極42間隔開來；S123b :將經(jīng)過以上處理的N性半導(dǎo)體襯底翻轉(zhuǎn)180度，并在N緩沖層區(qū)11的外表面進(jìn)行P+集電極區(qū)12注入、摻雜與推進(jìn)、退火處理；
S124b :在P+集電極區(qū)12的外表面制作集電極金屬電極40。對(duì)于第二種情況，用于制作如附圖13所示的平面柵型IGBT芯片，如附圖41至附圖55所示為具體的工藝流程。在具體實(shí)施方式
中，可以選擇制作包括第二 N型載流子埋層17的平面柵型IGBT芯片，也可以選擇制作不包括第二 N型載流子埋層17的平面柵型IGBT芯片。對(duì)于該情況，在本發(fā)明下述具體實(shí)施方式
中是不包括第二 N型載流子埋層17的。如需在平面柵型IGBT芯片中加入第二N型載流子埋層17，則可以參照上述第一種情況中的具體實(shí)施方式
，相應(yīng)地加入對(duì)N型半導(dǎo)體襯底芯片制作有效區(qū)的正面表面進(jìn)行第二 N型載流子埋層17注入、退火過程的步驟。S21 :如附圖41所示，選取一塊N型半導(dǎo)體襯底，N型半導(dǎo)體襯底由半導(dǎo)體襯底正面部分101和半導(dǎo)體襯底背面部分102組成，材料可以為普通的Si半導(dǎo)體材料或者Sic、GaN及金剛石等寬禁帶半導(dǎo)體材料，襯底材料的摻雜濃度為8E12/cm3 5E14/cm3，厚度為60um 750um ；以下分兩種情況，即襯底厚度較厚與較薄的情況進(jìn)行介紹。對(duì)于厚度較薄的情況(這里的厚度指相對(duì)厚度，例如對(duì)于6英寸的晶圓，小于300um可歸類于這種情況，一般指耐壓< 1700V的情況)，先做正面工藝，再做背面工藝。S221a :如附圖42所示，先進(jìn)行正面處理，對(duì)N型半導(dǎo)體襯底芯片制作有效區(qū)的正面表面進(jìn)行氧化處理，形成一層氧化層；
S222a :如附圖43所示，在N型半導(dǎo)體襯底正面表面的氧化層上進(jìn)行介質(zhì)埋層21窗口刻蝕，窗口的大小與平面柵型IGBT芯片的多晶硅柵30的窗口大小相同；
S223a:如附圖44所示，對(duì)N型半導(dǎo)體襯底的芯片制作有效區(qū)的正面進(jìn)行各向同性刻蝕，結(jié)深與介質(zhì)埋層21的深度一致；
S224a :如附圖45所示，去除N型半導(dǎo)體襯底正面表面的氧化層；
S225a :如附圖46所示，在經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面上沉積氧化硅或氮氧化物等絕緣材料，沉積的厚度與介質(zhì)埋層21的厚度一致；
S226a :如附圖47所示，對(duì)所沉積的絕緣材料進(jìn)行選擇性光刻與刻蝕，形成介質(zhì)埋層
21；
S227a :如附圖48所示，對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行N型材料外延，外延材料的摻雜濃度與第一 N型載流子埋層16 —致，外延厚度為第一 N型載流子埋層16的結(jié)深；
S228a :如附圖49所示，對(duì)外延材料的正面表面進(jìn)行打磨處理，去掉外延層的突出部
分；
S229a :如附圖50所不,在外延層的正面表面形成柵氧化層20 ；
S2210a :如附圖51所示，在柵氧化層20的正面表面進(jìn)行多晶硅沉積，形成多晶硅柵30，并對(duì)多晶硅柵30進(jìn)行N型摻雜，摻雜濃度為5E19/cm3 lE20/cm3 ；
S2211a :如附圖52所示，在多晶硅柵30的外表面進(jìn)行硼硅玻璃層沉積處理；
S2212a :如附圖53所示，對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行P-基區(qū)13注入窗口刻蝕,窗口大小與多晶娃柵30窗口一致；
S2213a:如附圖54所示，通過P-基區(qū)13注入窗口進(jìn)行P-基區(qū)13摻雜注入、退火；S2214a :如附圖55所示，通過P-基區(qū)13注入窗口進(jìn)行N+源極區(qū)15摻雜注入、退火；S2215a :通過P-基區(qū)13注入窗口進(jìn)行P+歐姆接觸區(qū)14注入、退火(同第一種情況的步驟 S1216a)；
S2216a :對(duì)N+源極區(qū)15表面的氧化層進(jìn)行發(fā)射極金屬電極41接觸窗口的刻蝕處理(同第一種情況的步驟S1217a)；
S2217a :對(duì)硼硅玻璃層進(jìn)行柵極金屬電極42接觸窗口的刻蝕處理(同第一種情況的步驟 S1218a)；
S2218a:對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行金屬電極沉積處理(同第一種情況步驟S1219a)；
S2219a :進(jìn)行金屬電極刻蝕處理，將發(fā)射極金屬電極41與柵極金屬電極42間隔開來(同第一種情況的步驟S1220a)；
然后做背面工藝
依次為步驟S221b，步驟S222b，步驟S223b，步驟S224b (分別對(duì)應(yīng)于第一種情況的S121b S124b)。對(duì)于厚度較厚的情況(這里的厚度指相對(duì)厚度，例如對(duì)于6英寸的晶圓，大于300um可歸類于這種情況，一般指耐壓> 1700V的情況)，先做背面的N緩沖層區(qū)11工藝，再做正面工藝，最后做背面的P+集電極區(qū)12摻雜及集電極金屬電極40工藝，具體如下S221b :先進(jìn)行背面處理，將N型半導(dǎo)體襯底的背面部分減薄至所需厚度；
S222b :對(duì)N型半導(dǎo)體襯底的背部表面進(jìn)行N緩沖層區(qū)11注入摻雜與推進(jìn)、退火處理；S221a :將經(jīng)過以上處理的N型半導(dǎo)體襯底翻轉(zhuǎn)180度，進(jìn)行正面處理，對(duì)N型半導(dǎo)體襯底芯片制作有效區(qū)的正面表面進(jìn)行氧化處理，形成一層氧化層；
S222a :在N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行介質(zhì)埋層21窗口刻蝕，窗口的大小與平面柵型IGBT芯片的多晶硅柵30的窗口大小相同；
S223a:對(duì)N型半導(dǎo)體襯底芯片制作有效區(qū)的正面進(jìn)行各向同性刻蝕，結(jié)深與介質(zhì)埋層 21的深度一致；
S224a :去除N型半導(dǎo)體襯底正面表面的氧化層；
S225a :在經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面上沉積氧化硅或氮氧化物等絕緣材料，沉積的厚度與介質(zhì)埋層21的厚度一致；
S226a :對(duì)所沉積的絕緣材料進(jìn)行選擇性光刻與刻蝕，形成介質(zhì)埋層21 ；
S227a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行N型材料外延，外延材料的摻雜濃度與第一 N型載流子埋層16 —致，外延厚度為第一 N型載流子埋層16的結(jié)深；S228a :對(duì)外延材料的正面表面進(jìn)行打磨處理，去掉外延層的突出部分；
S229a :在外延層的正面表面形成柵氧化層20 ；
S2210a :在柵氧化層20的正面表面進(jìn)行多晶硅沉積，形成多晶硅柵30，并對(duì)多晶硅柵30進(jìn)行N型摻雜，摻雜濃度為5E19/cm3 lE20/cm3 ；
S2211a :在多晶硅柵的外表面進(jìn)行硼硅玻璃層沉積處理；
S2212a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行P-基區(qū)13注入窗口刻蝕，窗口大小與多晶娃柵30窗口一致；
S2213a :通過P-基區(qū)13注入窗口進(jìn)行P-基區(qū)13摻雜注入、退火；
S2214a :通過P-基區(qū)13注入窗口進(jìn)行N+源極區(qū)15摻雜注入、退火；
S2215a :通過P-基區(qū)13注入窗口進(jìn)行P+歐姆接觸區(qū)14注入、退火(同第一種情況的S1216a)；
S2216a :對(duì)N+源極區(qū)15表面的氧化層進(jìn)行發(fā)射極金屬電極41接觸窗口的刻蝕處理(同第一種情況的步驟S1217a)；
S2217a :對(duì)硼硅玻璃層進(jìn)行柵極金屬電極42接觸窗口的刻蝕處理(同第一種情況的步驟 S1218a)；
S2218a:對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行金屬電極沉積處理(同第一種情況S1219a)；
S2219a :進(jìn)行金屬電極刻蝕處理，將發(fā)射極金屬電極41與柵極金屬電極42間隔開來(同第一種情況的步驟S1220a)；
S223b :將經(jīng)過以上處理的N型半導(dǎo)體襯底翻轉(zhuǎn)180度，在N緩沖層區(qū)11的外表面進(jìn)行P+集電極區(qū)12注入、摻雜與推進(jìn)、退火處理；S224b :在P+集電極區(qū)12的外表面制作集電極金屬電極40。對(duì)于第三種情況，用于制作如附圖15所示的平面柵型IGBT芯片，如附圖56至附圖72所示為具體的工藝流程。在具體實(shí)施方式
中，可以選擇制作包括第二 N型載流子埋層17的平面柵型IGBT芯片，也可以選擇制作不包括第二 N型載流子埋層17的平面柵型IGBT芯片。對(duì)于該情況，在本發(fā)明下述具體實(shí)施方式
中是不包括第二 N型載流子埋層17的。如需在平面柵型IGBT芯片中加入第二N型載流子埋層17，則可以參照上述第一種情況中的具體實(shí)施方式
，相應(yīng)地加入對(duì)N型半導(dǎo)體襯底芯片制作有效區(qū)的正面表面進(jìn)行第二 N型載流子埋層17注入、退火過程的步驟。首先制做介質(zhì)埋層21，具體方法有兩種，一種是采用一塊N型半導(dǎo)體襯底材料，在一邊形成介質(zhì)埋層21，再進(jìn)行外延；另外一種辦法是采用兩塊N型半導(dǎo)體襯底材料，在一塊上形成介質(zhì)埋層21，再與另外一塊鍵合，然后減薄。
對(duì)于外延法，具體步驟為
5311:如附圖56所示，選取一塊N型半導(dǎo)體襯底，N型半導(dǎo)體襯底由半導(dǎo)體襯底正面部分101和半導(dǎo)體襯底背面部分102組成，材料可以為普通的Si半導(dǎo)體材料或者SiC、GaN及金剛石等寬禁帶半導(dǎo)體材料，襯底材料的摻雜濃度為8E12/cm3 5E14/cm3，厚度為60um 750um ；
5312:如附圖57所示，對(duì)整個(gè)芯片有效區(qū)的正面表面進(jìn)行氧化硅或氮氧化物等絕緣材料的沉積，厚度與介質(zhì)埋層21的厚度一致；
5313:如附圖58所示，對(duì)絕緣材料層進(jìn)行刻蝕，形成介質(zhì)埋層21 ；
S314:如附圖59所示，對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行外延，外延層的摻雜濃度與N-漂移區(qū)10的摻雜濃度一致，外延厚度與第一 N型載流子埋層16的結(jié)深一致；
以下分兩種情況，即襯底厚度較厚與較薄的情況進(jìn)行介紹。對(duì)于厚度較薄的情況(這里的厚度指相對(duì)厚度，例如對(duì)于6英寸的晶圓，小于300um可歸類于這種情況，一般指耐壓彡1700V的情況)，先做正面工藝，再做背面工藝，具體如下
S3151a :如附圖60所示，在外延層的外表面上形成柵氧化層20 ；
S3152a :如附圖61所示，在柵氧化層20的外表面進(jìn)行多晶硅沉積處理，形成多晶硅柵30，并對(duì)多晶硅柵30進(jìn)行N型摻雜，摻雜濃度為5E19/cm3 lE20/cm3 ；
S3153a :如附圖62所示，在多晶硅柵30的外表面進(jìn)行硼硅玻璃層沉積處理；
S3154a :如附圖63所示，對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行第一 N型載流子埋層16的注入窗口刻蝕,窗口的大小與多晶娃柵30的窗口一致；
S3155a:如附圖64所示，通過第一 N型載流子埋層16注入窗口對(duì)N型半導(dǎo)體襯底進(jìn)行第一 N型載流子埋層16注入、退火；
S3156a :如附圖65所示，通過第一 N型載流子埋層16注入窗口進(jìn)行P-基區(qū)13摻雜注入、退火；
S3157a :如附圖66所示，通過第一 N型載流子埋層16注入窗口進(jìn)行N+源極區(qū)15摻雜注入、退火；
S3158a :通過第一 N型載流子埋層16注入窗口進(jìn)行P+歐姆接觸區(qū)14注入，退火(同第一種情況中的步驟S1216a)；
S3159a :對(duì)N+源極區(qū)15表面的氧化層進(jìn)行發(fā)射極金屬電極41接觸窗口的刻蝕處理(同第一種情況中的步驟S1217a)；
S3160a :對(duì)硼硅玻璃層進(jìn)行柵極金屬電極42接觸窗口的刻蝕處理(同第一種情況中的步驟 S1218a)；
S3161a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行金屬電極沉積(同第一種情況中的步驟S1219a)；
S3162a :進(jìn)行金屬電極刻蝕處理，將發(fā)射極金屬電極41與柵極金屬電極42間隔開來(同第一種情況中的步驟S1220a)；
然后做背面工藝
依次為步驟S3151b、步驟S3152b、步驟S3153b、步驟S3154b (分別對(duì)應(yīng)于第一種情況的 S121b S124b)。對(duì)于厚度較厚的情況(這里的厚度指相對(duì)厚度，例如對(duì)于6英寸的晶圓，大于300um可歸類于這種情況，一般指耐壓> 1700V的情況)，先做背面的N緩沖層區(qū)11工藝，再做正面工藝，最后做背面的P+集電極區(qū)12摻雜及集電極金屬電極40工藝，具體如下S3151b :將經(jīng)過以上處理的N型半導(dǎo)體襯底翻轉(zhuǎn)180度，并進(jìn)行背面處理，將背面部分減薄至所需厚度；
S3152b :對(duì)N型半導(dǎo)體襯底的背部表面進(jìn)行N緩沖層區(qū)11注入摻雜與推進(jìn)、退火處理； S3151a :在外延層的外表面上形成柵氧化層20 ；
S3152a :在柵氧化層20的外表面進(jìn)行多晶硅沉積處理，形成多晶硅柵30，并對(duì)多晶硅柵30進(jìn)行N型摻雜，摻雜濃度為5E19/cm3 lE20/cm3 ；
S3153a :在多晶硅柵30的外表面進(jìn)行硼硅玻璃層沉積處理；
S3154a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行第一 N型載流子埋層16的注入窗口刻蝕,窗口的大小與多晶娃柵30的窗口一致；
S3155a :通過第一 N型載流子埋層16注入窗口對(duì)N型半導(dǎo)體襯底進(jìn)行第一 N型載流子埋層16注入、退火；
S3156a :通過第一 N型載流子埋層16注入窗口進(jìn)行P-基區(qū)13摻雜注入、退火；S3157a :通過第一 N型載流子埋層16注入窗口進(jìn)行N+源極區(qū)15摻雜注入、退火；S3158a :通過第一 N型載流子埋層16注入窗口進(jìn)行P+歐姆接觸區(qū)14注入，退火(同第一種情況中的步驟S1216a)；
S3159a :對(duì)N+源極區(qū)15表面的氧化層進(jìn)行發(fā)射極金屬電極41接觸窗口的刻蝕處理(同第一種情況中的步驟S1217a)；
S3160a :對(duì)硼硅玻璃層進(jìn)行柵極金屬電極42接觸窗口的刻蝕處理(同第一種情況中的步驟 S1218a)；
S3161a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行金屬電極沉積(同第一種情況中的步驟S1219a)；
S3162a :進(jìn)行金屬電極刻蝕處理，將發(fā)射極金屬電極41與柵極金屬電極42間隔開來(同第一種情況中的步驟S1220a)；
S3153b :對(duì)N型半導(dǎo)體襯底的背部表面進(jìn)行P+集電極區(qū)12注入、摻雜與推進(jìn)、退火處理；
S3154b :在P+集電極區(qū)12的外表面制作集電極金屬電極40。對(duì)于鍵合法，具體步驟為
5321:如附圖67所示，選取兩塊N型半導(dǎo)體襯底，分別為N型半導(dǎo)體襯底一 100和N型半導(dǎo)體襯底二 200，N型半導(dǎo)體襯底一 100和N型半導(dǎo)體襯底二 200均分別由半導(dǎo)體襯底正面部分101和半導(dǎo)體襯底背面部分102組成。材料可以為普通的Si半導(dǎo)體材料或者SiC、GaN及金剛石等寬禁帶半導(dǎo)體材料，襯底材料的摻雜濃度為8E12/cm3 5E14/cm3，厚度為60um 750um ；
5322:如附圖68所示，將其中一塊(第一塊)N型半導(dǎo)體襯底進(jìn)行氧化或者沉積，在N型半導(dǎo)體襯底的硅表面形成氧化硅或氮氧化物等絕緣材料，絕緣材料厚度與介質(zhì)埋層21的厚度一致(圖中的尺寸不按比例)，氧化硅可以采用氧化或者沉積的方法來實(shí)現(xiàn)，氮氧化物 采用沉積的方法來實(shí)現(xiàn)；
5323:如附圖69所示，對(duì)上表面的SiO2或氮氧化物等絕緣材料(將來用作介質(zhì)埋層21)經(jīng)過光刻與刻蝕處理，刻蝕采用各向異性的腐蝕方法或者等離子刻蝕方法，最終形成介質(zhì)埋層21 ；
S324:如附圖70所示，對(duì)第二塊N型半導(dǎo)體襯底進(jìn)行光刻與刻蝕處理，刻蝕采用各向異性的腐蝕方法或者等離子刻蝕方法，最終形成如附圖70所示形狀的圖形，圖形中的“凹凸”與第一塊中的“凸凹”相吻合，包括形狀、深度、寬度等都吻合；
5325:如附圖71所示，將第一塊N型半導(dǎo)體襯底翻轉(zhuǎn)180°，再將第一 N型半導(dǎo)體襯底和第二塊N型半導(dǎo)體襯底的凹凸面對(duì)接，在高溫(450°C 1150°C )下將兩塊N型半導(dǎo)體襯底直接鍵合成一塊；
5326:如附圖72所示，將N型半導(dǎo)體襯底的正面磨片，控制介質(zhì)埋層21的位置深度為目標(biāo)深度。以下分兩種情況，即襯底厚度較厚與較薄的情況進(jìn)行介紹。對(duì)于厚度較薄的情況(這里的厚度指相對(duì)厚度，例如對(duì)于6英寸的晶圓，小于300um可歸類于這種情況，一般指耐壓彡1700V的情況)，先做正面工藝，再做背面工藝，具體如下
S3151a :在經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底正面表面上形成柵氧化層20 ；
S3152a :在柵氧化層20的外表面進(jìn)行多晶硅沉積處理，形成多晶硅柵30，并對(duì)多晶硅柵30進(jìn)行N型摻雜，摻雜濃度為5E19/cm3 lE20/cm3 ；
S3153a :在多晶硅柵30的外表面進(jìn)行硼硅玻璃層沉積處理；
S3154a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行第一 N型載流子埋層16的注入窗口刻蝕,窗口的大小與多晶娃柵30的窗口一致；
S3155a :通過第一 N型載流子埋層16注入窗口對(duì)N型半導(dǎo)體襯底進(jìn)行第一 N型載流子埋層16注入、退火；
S3156a :通過第一 N型載流子埋層16注入窗口進(jìn)行P-基區(qū)13摻雜注入、退火；S3157a :通過第一 N型載流子埋層16注入窗口進(jìn)行N+源極區(qū)15摻雜注入、退火；S3158a :通過第一 N型載流子埋層16注入窗口進(jìn)行P+歐姆接觸區(qū)14注入，退火(同第一種情況中的步驟S1216a)；S3159a :對(duì)N+源極區(qū)15表面的氧化層進(jìn)行發(fā)射極金屬電極41接觸窗口的刻蝕處理(同第一種情況中的步驟S1217a)；
S3160a :對(duì)硼硅玻璃層進(jìn)行柵極金屬電極42接觸窗口的刻蝕處理(同第一種情況中的步驟 S1218a)；
S3161a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行金屬電極沉積(同第一種情況中的步驟S1219a)；
S3162a :進(jìn)行金屬電極刻蝕處理，將發(fā)射極金屬電極41與柵極金屬電極42間隔開來(同第一種情況中的步驟S1220a)；
然后做背面工藝
依次為步驟S3151b，步驟S3152b，步驟S3153b，步驟S3154b (分別對(duì)應(yīng)于第一種情況 的 S121b S124b)。對(duì)于厚度較厚的情況(這里的厚度指相對(duì)厚度，例如對(duì)于6英寸的晶圓，大于300um可歸類于這種情況，一般指耐壓> 1700V的情況)，先做背面的N緩沖層區(qū)11工藝，再做正面工藝，最后做背面的P+集電極區(qū)12摻雜及集電極金屬電極40工藝，具體如下S3151b :將經(jīng)過以上處理的N型半導(dǎo)體襯底翻轉(zhuǎn)180度，并進(jìn)行背面處理，將背面部分減薄至所需厚度；
S3152b :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的背部表面進(jìn)行N緩沖層區(qū)11注入摻雜與推進(jìn)、退火處理；
S3151a :將經(jīng)過以上處理的N型半導(dǎo)體襯底翻轉(zhuǎn)180度，并進(jìn)行正面處理，在經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面上形成柵氧化層20 ；
S3152a :在柵氧化層20的外表面進(jìn)行多晶硅沉積處理，形成多晶硅柵30，并對(duì)多晶硅柵30進(jìn)行N型摻雜，摻雜濃度為5E19/cm3 lE20/cm3 ；
S3153a :在多晶硅柵30的外表面進(jìn)行硼硅玻璃層沉積處理；
S3154a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行第一 N型載流子埋層16的注入窗口刻蝕,窗口的大小與多晶娃柵30的窗口一致；
S3155a :通過第一 N型載流子埋層16注入窗口對(duì)N型半導(dǎo)體襯底進(jìn)行第一 N型載流子埋層16注入、退火；
S3156a :通過第一 N型載流子埋層16注入窗口進(jìn)行P-基區(qū)13摻雜注入、退火；S3157a :通過第一 N型載流子埋層16注入窗口進(jìn)行N+源極區(qū)15摻雜注入、退火；S3158a :通過第一 N型載流子埋層16注入窗口進(jìn)行P+歐姆接觸區(qū)14注入，退火(同第一種情況中的步驟S1216a)；
S3159a :對(duì)N+源極區(qū)15表面的氧化層進(jìn)行發(fā)射極金屬電極41接觸窗口的刻蝕處理(同第一種情況中的步驟S1217a)；
S3160a :對(duì)硼硅玻璃層進(jìn)行柵極金屬電極42接觸窗口的刻蝕處理(同第一種情況中的步驟 S1218a)；
S3161a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行金屬電極沉積(同第一種情況中的步驟S1219a)；
S3162a :進(jìn)行金屬電極刻蝕處理，將發(fā)射極金屬電極41與柵極金屬電極42間隔開來(同第一種情況中的步驟S1220a)；S3153b :將經(jīng)過以上處理的N型半導(dǎo)體襯底翻轉(zhuǎn)180度，并在N緩沖區(qū)11的外表面進(jìn)行P+集電極區(qū)12注入、摻雜與推進(jìn)、退火處理；
S3154b :在P+集電極區(qū)12的外表面制作集電極金屬電極40。如需制作分別不包括第一 N型載流子埋層16或第二 N型載流子埋層17或介質(zhì)埋層21的平面柵型IGBT芯片，則省略第一 N型載流子埋層16或第二 N型載流子埋層17或介質(zhì)埋層21的相應(yīng)制作步驟即可。其中，在步驟S127a、步驟S226a中，對(duì)N型半導(dǎo)體襯底表面的包括氧化硅或氮氧化物在內(nèi)的絕緣材料進(jìn)行選擇性光刻與刻蝕處理，刻蝕采用各向異性的腐蝕方法或者等離子刻蝕方法，最終形成介質(zhì)埋層21。介質(zhì)埋層21進(jìn)一步采用包括SiO2或氮氧化物在內(nèi)的絕緣材料。介質(zhì)埋層21的厚度控制在O. Ium I. 5um之間。介質(zhì)埋層21與多晶硅柵30底部的柵氧化層20非接觸。將介質(zhì)埋層21與柵氧化層20之間的間距控制在O. 2um Ium之間，其厚度均勻設(shè)置。介質(zhì)埋層21的寬度等于或小于第一 N型載流子埋層16的寬度。同時(shí)，按照與第一 N型載流子埋層16在俯視圖方向上相似的形狀對(duì)介質(zhì)埋層21的形狀進(jìn)行設(shè)置。進(jìn)一步將介質(zhì)埋層21在單個(gè)元胞范圍內(nèi)的俯視圖形狀設(shè)置為條形或方形或正六邊形或圓形或三角形或任意多邊形。還可以將介質(zhì)埋層21在單個(gè)元胞內(nèi)設(shè)置為多個(gè)俯視圖形狀為豎條或橫條或圓形或任意多邊形的圖形的組合。同時(shí)，還可以將介質(zhì)埋層21在單個(gè)元胞內(nèi)的多個(gè)圖形設(shè)置為一相同的圖形的組合。介質(zhì)埋層21在單個(gè)元胞內(nèi)的多個(gè)圖形之間相互接觸。作為一種較佳的實(shí)施方式，可以在介質(zhì)埋層21的兩個(gè)端部或其中任意一個(gè)端部設(shè)置向下的端頭。也可以在介質(zhì)埋層21的中部設(shè)置一個(gè)或多個(gè)向下的端頭?？梢赃M(jìn)一步將介質(zhì)埋層21兩個(gè)端部的厚度設(shè)置為比中部的厚度厚O. 2um I. 5um。還可以將介質(zhì)埋層21的端頭設(shè)置為相同或不相同的厚度，以及相同或不相同的寬度。還可以將介質(zhì)埋層21的端頭之間設(shè)置為相同或不相同的間距。作為一種較佳的實(shí)施方式，按照8E15/cm3 2E16/cm3的摻雜濃度對(duì)包括第一 N型載流子埋層16和/或第二 N型載流子埋層17在內(nèi)的N型載流子埋層進(jìn)行摻雜。將包括第一 N型載流子埋層16和/或第二 N型載流子埋層17在內(nèi)的N型載流子埋層的結(jié)深控制在O. 5um 2um之間。進(jìn)一步將第一 N型載流子埋層16的寬度設(shè)置為與P-基區(qū)13相同的寬度。進(jìn)一步將第二 N型載流子埋層17的寬度設(shè)置為與多晶硅柵30相同的寬度。進(jìn)一步將第一 N型載流子埋層16在俯視圖方向上的形狀設(shè)置為與P-基區(qū)13相似的形狀。將第二N型載流子埋層17在俯視圖方向上的形狀設(shè)置為與多晶硅柵30相似的形狀。進(jìn)一步將第一 N型載流子埋層16在單個(gè)元胞范圍內(nèi)的俯視圖形狀設(shè)置為條形或方形或正六邊形或圓形或三角形或任意多邊形。進(jìn)一步將第二 N型載流子埋層17在單個(gè)元胞范圍內(nèi)的俯視圖形狀設(shè)置為條形或方形或正六邊形或圓形或三角形或任意多邊形。當(dāng)平面柵型IGBT芯片包括兩個(gè)以上的元胞時(shí)，可以對(duì)平面柵型IGBT芯片的所有元胞或部分元胞設(shè)置第一 N型載流子埋層16。也可以對(duì)平面柵型IGBT芯片的所有元胞或部分元胞設(shè)置第二 N型載流子埋層17。還可以對(duì)平面柵型IGBT芯片的所有元胞或部分元胞設(shè)置介質(zhì)埋層21。本發(fā)明提出了一種具有雙重空穴阻擋效應(yīng)的平面柵型IGBT芯片的制作方法，利用N型載流子埋層的勢(shì)壘阻擋及介質(zhì)埋層21的物理阻擋。雙重空穴阻擋效應(yīng)使得IGBT發(fā)射極附近的空穴濃度大大提高，IGBT的N-漂移區(qū)10內(nèi)電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)大大增強(qiáng),從而大大降低IGBT的導(dǎo)通壓降。同時(shí)，從提高IGBT發(fā)射極電子注入效率出發(fā)來增強(qiáng)電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，因而在降低IGBT正向壓降的同時(shí)，對(duì)IGBT的關(guān)斷時(shí)間沒有什么影響。介質(zhì)埋層21可以設(shè)置在P-基區(qū)13與N型載流子埋層之間的PN結(jié)處，盡可能地減小了相關(guān)的寄生效應(yīng)。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同 替換、等效變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種平面柵型IGBT芯片制作方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟 Sll :選取一塊N型半導(dǎo)體襯底； S121a :先進(jìn)行正面處理，對(duì)N型半導(dǎo)體襯底的芯片制作有效區(qū)的正面表面進(jìn)行第二 N型載流子埋層(17)的注入，再進(jìn)行退火處理，在第二 N型載流子埋層(17)的表面形成氧化層； S122a :在氧化層上進(jìn)行第一 N型載流子埋層(16)注入窗口的刻蝕； S123a :通過第一 N型載流子埋層(16)注入窗口對(duì)N型半導(dǎo)體襯底進(jìn)行第一 N型載流子埋層(16)注入，再進(jìn)行退火處理； S124a :對(duì)第一 N型載流子埋層(16)進(jìn)行刻蝕，刻蝕深度大于P-基區(qū)(13)的結(jié)深，小于第一 N型載流子埋層(16)的結(jié)深； S125a :進(jìn)行氧化層刻蝕處理，去除退火處理過程中N型半導(dǎo)體襯底表面生成的氧化層； S126a :在第一 N型載流子埋層(16)的外表面進(jìn)行絕緣材料沉積，沉積厚度與介質(zhì)埋層(21)的厚度一致； S127a :對(duì)所沉積的絕緣材料進(jìn)行選擇性光刻與刻蝕，形成介質(zhì)埋層(21)； S128a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行P型材料外延處理,外延材料的摻雜濃度與P-基區(qū)(13)—致，外延厚度為P-基區(qū)(13)的結(jié)深； S129a :對(duì)外延材料的正面表面進(jìn)行打磨處理，去掉外延層的突出部分； S1210a :對(duì)介質(zhì)埋層(21)兩端上方的部分進(jìn)行N型摻雜，摻雜濃度與第一 N型載流子埋層(16)—致； S1211a:在經(jīng)過以上處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面形成柵氧化層(20)； S1212a:在柵氧化層(20)的外表面進(jìn)行多晶硅沉積，形成多晶硅柵(30)，并對(duì)多晶硅柵(30)進(jìn)行N型摻雜； S1213a :在多晶硅柵(30)的外表面進(jìn)行硼硅玻璃層沉積處理； S1214a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行N+源極區(qū)(15)注入窗口的刻蝕處理； S1215a :通過N+源極區(qū)(15)注入窗口對(duì)外延材料進(jìn)行N+源極區(qū)(15)摻雜、注入，再進(jìn)行退火處理； S1216a :通過N+源極區(qū)(15)注入窗口進(jìn)行P+歐姆接觸區(qū)(14)注入，再進(jìn)行退火處理； S1217a :對(duì)N+源極區(qū)(15)表面的氧化層進(jìn)行發(fā)射極金屬電極(41)接觸窗口的刻蝕處理； S1218a :對(duì)硼硅玻璃層進(jìn)行柵極金屬電極(42)接觸窗口的刻蝕處理； S1219a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行金屬電極沉積處理； S1220a :進(jìn)行金屬電極刻蝕處理，將發(fā)射極金屬電極(41)與柵極金屬電極(42)間隔開來； S121b :將經(jīng)過以上處理的N型半導(dǎo)體襯底翻轉(zhuǎn)180度，并進(jìn)行背面處理，將背面部分減薄至所需厚度； S122b :對(duì)N型半導(dǎo)體襯底的背部表面進(jìn)行N緩沖層區(qū)(11)注入、摻雜與推進(jìn)、退火處 理；S123b :在N緩沖層區(qū)(11)的外表面進(jìn)行P+集電極區(qū)(12)注入、摻雜與推進(jìn)、退火處理； S124b :在P+集電極區(qū)(12)的外表面制作集電極金屬電極(40)。
2.一種平面柵型IGBT芯片制作方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟 Sll :選取一塊N型半導(dǎo)體襯底； S121b :先將N型半導(dǎo)體襯底翻轉(zhuǎn)180度，進(jìn)行背面處理，將N型半導(dǎo)體襯底的背面部分減薄至所需厚度； S122b :對(duì)N型半導(dǎo)體襯底的背部表面進(jìn)行N緩沖層區(qū)(11)注入、摻雜與推進(jìn)、退火處理； S121a :將經(jīng)過以上處理的N型半導(dǎo)體襯底翻轉(zhuǎn)180度，進(jìn)行正面處理，對(duì)N型半導(dǎo)體襯底芯片制作有效區(qū)的正面表面進(jìn)行第二 N型載流子埋層(17)的注入，再進(jìn)行退火處理，在第二 N型載流子埋層(17)的表面形成氧化層； S122a :在氧化層上進(jìn)行第一 N型載流子埋層(16)注入窗口的刻蝕； S123a :通過第一 N型載流子埋層(16)注入窗口對(duì)N型半導(dǎo)體襯底進(jìn)行第一 N型載流子埋層(16)注入，再進(jìn)行退火處理； S124a :對(duì)第一 N型載流子埋層(16)進(jìn)行刻蝕處理，刻蝕深度大于P-基區(qū)(13)的結(jié)深，小于第一 N型載流子埋層(16)的結(jié)深； S125a :進(jìn)行氧化層刻蝕處理，去除退火處理過程中N型半導(dǎo)體襯底表面生成的氧化層； S126a :在第一 N型載流子埋層(16)的外表面進(jìn)行絕緣材料沉積； S127a :對(duì)所沉積的絕緣材料進(jìn)行選擇性光刻與刻蝕，形成介質(zhì)埋層(21)； S128a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行P型材料外延處理,外延材料的摻雜濃度與P-基區(qū)(13)—致，外延厚度為P-基區(qū)(13)的結(jié)深； S129a :對(duì)外延材料的正面表面進(jìn)行打磨處理，去掉外延層的突出部分； S1210a :對(duì)介質(zhì)埋層(21)兩端上方的部分進(jìn)行N型摻雜，摻雜濃度與第一 N型載流子埋層(16)—致； S1211a:在經(jīng)過以上處理的N型半導(dǎo)體襯底的外表面形成柵氧化層(20)； S1212a:在柵氧化層(20)的外表面進(jìn)行多晶硅沉積，形成多晶硅柵(30)，并對(duì)多晶硅柵(30)進(jìn)行N型摻雜； S1213a :在多晶硅柵(30)的外表面進(jìn)行硼硅玻璃層沉積處理； S1214a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行N+源極區(qū)(15)注入窗口的刻蝕處理； S1215a :通過N+源極區(qū)(15)注入窗口對(duì)外延材料進(jìn)行N+源極區(qū)(15)摻雜注入，再進(jìn)行退火處理； S1216a :通過N+源極區(qū)(15)注入窗口進(jìn)行P+歐姆接觸區(qū)(14)注入，再進(jìn)行退火處理； S1217a :對(duì)N+源極區(qū)(15)表面的氧化層進(jìn)行發(fā)射極金屬電極(41)接觸窗口的刻蝕處理； S1218a :對(duì)硼硅玻璃層進(jìn)行柵極金屬電極(42)接觸窗口的刻蝕處理； S1219a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行金屬電極沉積處理；S1220a :進(jìn)行金屬電極刻蝕處理，將發(fā)射極金屬電極(41)與柵極金屬電極(42)間隔開來； S123b :將經(jīng)過以上處理的N型半導(dǎo)體襯底翻轉(zhuǎn)180度，并在N緩沖層區(qū)(11)的外表面進(jìn)行P+集電極區(qū)(12)注入摻雜與推進(jìn)、退火處理； S124b :在P+集電極區(qū)(12)的外表面制作集電極金屬電極(40)。
3.一種平面柵型IGBT芯片制作方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟 S21 :選取一塊N型半導(dǎo)體襯底； S221a :先進(jìn)行正面處理，對(duì)N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行氧化處理，形成一層氧化 層； S222a :對(duì)N型半導(dǎo)體襯底正面表面的氧化層進(jìn)行介質(zhì)埋層(21)窗口刻蝕； S223a :對(duì)N型半導(dǎo)體襯底的芯片制作有效區(qū)的正面進(jìn)行刻蝕，結(jié)深與介質(zhì)埋層(21)的深度一致； S224a :去除N型半導(dǎo)體襯底正面表面的氧化層； S225a :在經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面上進(jìn)行絕緣材料沉積處理，沉積厚度與介質(zhì)埋層(21)的厚度一致； S226a :對(duì)所沉積的絕緣材料進(jìn)行選擇性光刻與刻蝕，形成介質(zhì)埋層(21)； S227a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行N型材料外延處理，外延材料的摻雜濃度與第一 N型載流子埋層(16)—致，外延厚度為第一 N型載流子埋層(16)的結(jié)深; S228a :對(duì)外延材料的正面表面進(jìn)行打磨處理，去掉外延層的突出部分； S229a :在外延層的正面表面形成柵氧化層(20)； S2210a :在柵氧化層(20)的正面表面進(jìn)行多晶硅沉積，形成多晶硅柵(30)，并對(duì)多晶硅柵(30)進(jìn)行N型摻雜； S2211a :在多晶硅柵(30)的外表面進(jìn)行硼硅玻璃層沉積處理； S2212a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行P-基區(qū)(13)注入窗口刻蝕處理； S2213a :通過P-基區(qū)(13)注入窗口進(jìn)行P-基區(qū)(13)摻雜、注入處理，再進(jìn)行退火處理； S2214a :通過P-基區(qū)(13)注入窗口進(jìn)行N+源極區(qū)(15)摻雜、注入處理，再進(jìn)行退火處理； S2215a :通過P-基區(qū)(13)注入窗口進(jìn)行P+歐姆接觸區(qū)(14)注入處理，再進(jìn)行退火處理； S2216a :對(duì)N+源極區(qū)(15)表面的氧化層進(jìn)行發(fā)射極金屬電極(41)接觸窗口的刻蝕處理； S2217a :對(duì)硼硅玻璃層進(jìn)行柵極金屬電極(42)接觸窗口的刻蝕處理； S2218a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行金屬電極沉積處理； S2219a :進(jìn)行金屬電極刻蝕處理，將發(fā)射極金屬電極(41)與柵極金屬電極(42)間隔開來； S221b :將經(jīng)過以上處理的N型半導(dǎo)體襯底翻轉(zhuǎn)180度，并進(jìn)行背面處理，將背面部分減薄至所需厚度； S222b :對(duì)N型半導(dǎo)體襯底的背部表面進(jìn)行N緩沖層區(qū)(11)注入、摻雜與推進(jìn)、退火處理； S223b :在N緩沖層區(qū)(11)的外表面進(jìn)行P+集電極區(qū)(12)注入、摻雜與推進(jìn)、退火處理； S224b :在P+集電極區(qū)(12)的外表面制作集電極金屬電極(40)。
4.一種平面柵型IGBT芯片制作方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟 S21 :選取一塊N型半導(dǎo)體襯底； S221b :先進(jìn)行背面處理，將N型半導(dǎo)體襯底的背面部分減薄至所需厚度； S222b :對(duì)N型半導(dǎo)體襯底的背部表面進(jìn)行N緩沖層區(qū)(11)注入摻雜與推進(jìn)、退火處理； S221a :將經(jīng)過以上處理的N型半導(dǎo)體襯底翻轉(zhuǎn)180度，進(jìn)行正面處理，對(duì)N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行氧化處理，形成一層氧化層； S222a :對(duì)N型半導(dǎo)體襯底正面表面的氧化層進(jìn)行介質(zhì)埋層(21)窗口刻蝕； S223a :對(duì)N型半導(dǎo)體襯底芯片制作有效區(qū)的正面進(jìn)行刻蝕，結(jié)深與介質(zhì)埋層(21)的深度一致； S224a :去除N型半導(dǎo)體襯底正面表面的氧化層； S225a :在經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面上進(jìn)行絕緣材料沉積處理，沉積厚度與介質(zhì)埋層(21)的厚度一致； S226a :對(duì)所沉積的絕緣材料進(jìn)行選擇性光刻與刻蝕，形成介質(zhì)埋層(21)； S227a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行N型材料外延處理，外延材料的摻雜濃度與第一 N型載流子埋層(16)—致，外延厚度為第一 N型載流子埋層(16)的結(jié)深; S228a :對(duì)外延材料的正面表面進(jìn)行打磨處理，去掉外延層的突出部分； S229a :在外延層的正面表面形成柵氧化層(20)； S2210a :在柵氧化層(20)的正面表面進(jìn)行多晶硅沉積，形成多晶硅柵(30)，并對(duì)多晶硅柵(30)進(jìn)行N型摻雜； S2211a :在多晶硅柵(30)的外表面進(jìn)行硼硅玻璃層沉積處理； S2212a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行P-基區(qū)(13)注入窗口刻蝕處理； S2213a :通過P-基區(qū)(13)注入窗口進(jìn)行P-基區(qū)(13)摻雜、注入處理，再進(jìn)行退火處理； S2214a :通過P-基區(qū)(13)注入窗口進(jìn)行N+源極區(qū)(15)摻雜、注入處理，再進(jìn)行退火處理； S2215a :通過P-基區(qū)(13)注入窗口進(jìn)行P+歐姆接觸區(qū)(14)注入處理，再進(jìn)行退火處理； S2216a :對(duì)N+源極區(qū)(15)表面的氧化層進(jìn)行發(fā)射極金屬電極(41)接觸窗口的刻蝕處 理； S2217a :對(duì)硼硅玻璃層進(jìn)行柵極金屬電極(42)接觸窗口的刻蝕處理；S2218a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行金屬電極沉積處理；S2219a :進(jìn)行金屬電極刻蝕處理，將發(fā)射極金屬電極(41)與柵極金屬電極(42)間隔開來； S223b :將經(jīng)過以上處理的N型半導(dǎo)體襯底翻轉(zhuǎn)180度，在N緩沖層區(qū)(11)的外表面進(jìn)行P+集電極區(qū)(12)注入、摻雜與推進(jìn)、退火處理； S224b :在P+集電極區(qū)(12)的外表面制作集電極金屬電 極(40)。
5.一種平面柵型IGBT芯片制作方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟 5311:選取一塊N型半導(dǎo)體襯底； 5312:對(duì)N型半導(dǎo)體襯底的芯片制作有效區(qū)的正面表面進(jìn)行絕緣材料的沉積，厚度與介質(zhì)埋層(21)的厚度一致； 5313:對(duì)絕緣材料層進(jìn)行刻蝕，形成介質(zhì)埋層(21)； 5314:對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行外延處理，外延層的摻雜濃度與N-漂移區(qū)(10)的摻雜濃度一致，外延層的厚度與第一 N型載流子埋層(16)的結(jié)深一致； S3151a :在外延層的外表面上形成柵氧化層(20)； S3152a:在柵氧化層(20)的外表面進(jìn)行多晶硅沉積處理，形成多晶硅柵(30)，并對(duì)多晶娃棚(30)進(jìn)行N型慘雜； S3153a :在多晶硅柵(30)的外表面進(jìn)行硼硅玻璃層沉積處理； S3154a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行第一 N型載流子埋層(16)注入窗口刻蝕； S3155a :通過第一 N型載流子埋層(16)注入窗口對(duì)N型半導(dǎo)體襯底進(jìn)行第一 N型載流子埋層(16)注入、退火處理； S3156a :通過第一 N型載流子埋層(16)注入窗口進(jìn)行P-基區(qū)(13)摻雜、注入處理，再進(jìn)行退火處理； S3157a :通過第一 N型載流子埋層(16)注入窗口進(jìn)行N+源極區(qū)(15)摻雜、注入處理，再進(jìn)行退火處理； S3158a :通過第一 N型載流子埋層(16)注入窗口進(jìn)行P+歐姆接觸區(qū)(14)注入處理，再進(jìn)行退火處理； S3159a :對(duì)N+源極區(qū)(15)表面的氧化層進(jìn)行發(fā)射極金屬電極(41)接觸窗口的刻蝕處理； S3160a :對(duì)硼硅玻璃層進(jìn)行柵極金屬電極(42)接觸窗口的刻蝕處理； S3161a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行金屬電極沉積處理； S3162a :進(jìn)行金屬電極刻蝕處理，將發(fā)射極金屬電極(41)與柵極金屬電極(42)間隔開來； S3151b :將經(jīng)過以上處理的N型半導(dǎo)體襯底翻轉(zhuǎn)180度，并進(jìn)行背面處理，將背面部分減薄至所需厚度； S3152b :對(duì)N型半導(dǎo)體襯底的背部表面進(jìn)行N緩沖層區(qū)(11)注入摻雜與推進(jìn)、退火處 理； S3153b :在N緩沖層區(qū)(11)的外表面進(jìn)行P+集電極區(qū)(12)注入、摻雜與推進(jìn)、退火處理； S3154b :在P+集電極區(qū)(12)的外表面制作集電極金屬電極(40)。
6.一種平面柵型IGBT芯片制作方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟 5311:選取一塊N型半導(dǎo)體襯底； 5312:對(duì)N型半導(dǎo)體襯底芯片制作有效區(qū)的正面表面進(jìn)行絕緣材料的沉積，厚度與介質(zhì)埋層(21)的厚度一致； 5313:對(duì)絕緣材料層進(jìn)行刻蝕，形成介質(zhì)埋層(21)； 5314:對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行外延處理，外延層的摻雜濃度與N-漂移區(qū)(10)的摻雜濃度一致，外延層的厚度與第一 N型載流子埋層(16)的結(jié)深一致； S3151b :將經(jīng)過以上處理的N型半導(dǎo)體襯底翻轉(zhuǎn)180度，并進(jìn)行背面處理，將背面部分減薄至所需厚度； S3152b :對(duì)N型半導(dǎo)體襯底的背部表面進(jìn)行N緩沖層區(qū)(11)注入摻雜與推進(jìn)、退火處理； S3151a :在外延層的外表面上形成柵氧化層(20)； S3152a:在柵氧化層(20)的外表面進(jìn)行多晶硅沉積處理，形成多晶硅柵(30)，并對(duì)多晶娃棚(30)進(jìn)行N型慘雜； S3153a :在多晶硅柵(30)的外表面進(jìn)行硼硅玻璃層沉積處理； S3154a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行第一 N型載流子埋層(16)注入窗口刻蝕； S3155a :通過第一 N型載流子埋層(16)注入窗口對(duì)N型半導(dǎo)體襯底進(jìn)行第一 N型載流子埋層(16)注入、退火處理； S3156a :通過第一 N型載流子埋層(16)注入窗口進(jìn)行P-基區(qū)(13)摻雜、注入處理，再進(jìn)行退火處理； S3157a :通過第一 N型載流子埋層(16)注入窗口進(jìn)行N+源極區(qū)(15)摻雜、注入處理，再進(jìn)行退火處理； S3158a :通過第一 N型載流子埋層(16)注入窗口進(jìn)行P+歐姆接觸區(qū)(14)注入處理，再進(jìn)行退火處理； S3159a :對(duì)N+源極區(qū)(15)表面的氧化層進(jìn)行發(fā)射極金屬電極(41)接觸窗口的刻蝕處理； S3160a :對(duì)硼硅玻璃層進(jìn)行柵極金屬電極(42)接觸窗口的刻蝕處理； S3161a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行金屬電極沉積處理； S3162a :進(jìn)行金屬電極刻蝕處理，將發(fā)射極金屬電極(41)與柵極金屬電極(42)間隔開來； S3153b :對(duì)N型半導(dǎo)體襯底的背部表面進(jìn)行P+集電極區(qū)(12)注入、摻雜與推進(jìn)、退火處理； S3154b :在P+集電極區(qū)(12)的外表面制作集電極金屬電極(40)。
7.一種平面柵型IGBT芯片制作方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟 S321:選取兩塊N型半導(dǎo)體襯底；S322:將其中的第一塊N型半導(dǎo)體襯底進(jìn)行氧化或沉積，在N型半導(dǎo)體襯底的硅表面形成包括氧化硅或氮氧化物在內(nèi)的絕緣材料，絕緣材料厚度與介質(zhì)埋層(21)的厚度一致； 3323:對(duì)N型半導(dǎo)體襯底表面的包括氧化硅或氮氧化物在內(nèi)的絕緣材料進(jìn)行光刻與刻蝕，形成介質(zhì)埋層(21); S324:對(duì)第二塊N型半導(dǎo)體襯底進(jìn)行光刻與刻蝕，形成與步驟S323中介質(zhì)埋層(21)凹凸面相吻合的圖形； S325:將第一塊N型半導(dǎo)體襯底翻轉(zhuǎn)180°，再將在步驟S323中由N型半導(dǎo)體襯底形成的介質(zhì)埋層(21)與步驟S324中形成的圖形進(jìn)行凹凸面對(duì)接，在450°C 1150°C溫度下將兩塊N型半導(dǎo)體襯底直接鍵合成一塊； S326:將N型半導(dǎo)體襯底的正面磨片，控制介質(zhì)埋層(21)的位置深度為目標(biāo)深度； S3151a :在經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面上形成柵氧化層(20)； S3152a:在柵氧化層(20)的外表面進(jìn)行多晶硅沉積處理，形成多晶硅柵(30)，并對(duì)多晶娃棚(30)進(jìn)行N型慘雜； S3153a :在多晶硅柵(30)的外表面進(jìn)行硼硅玻璃層沉積處理； S3154a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行第一 N型載流子埋層(16)注入窗口刻蝕； S3155a :通過第一 N型載流子埋層(16)注入窗口對(duì)N型半導(dǎo)體襯底進(jìn)行第一 N型載流子埋層(16)注入、退火處理； S3156a :通過第一 N型載流子埋層(16)注入窗口進(jìn)行P-基區(qū)(13)摻雜、注入處理，再進(jìn)行退火處理； S3157a :通過第一 N型載流子埋層(16)注入窗口進(jìn)行N+源極區(qū)(15)摻雜、注入處理，再進(jìn)行退火處理； S3158a :通過第一 N型載流子埋層(16)注入窗口進(jìn)行P+歐姆接觸區(qū)(14)注入處理，再進(jìn)行退火處理； S3159a :對(duì)N+源極區(qū)(15)表面的氧化層進(jìn)行發(fā)射極金屬電極(41)接觸窗口的刻蝕處理； S3160a :對(duì)硼硅玻璃層進(jìn)行柵極金屬電極(42)接觸窗口的刻蝕處理； S3161a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行金屬電極沉積處理； S3162a :進(jìn)行金屬電極刻蝕處理，將發(fā)射極金屬電極(41)與柵極金屬電極(42)間隔開來； S3151b :將經(jīng)過以上處理的N型半導(dǎo)體襯底翻轉(zhuǎn)180度，并進(jìn)行背面處理，將背面部分減薄至所需厚度； S3152b :對(duì)N型半導(dǎo)體襯底的背部表面進(jìn)行N緩沖層區(qū)(11)注入摻雜與推進(jìn)、退火處理； S3153b :在N緩沖層區(qū)(11)的外表面進(jìn)行P+集電極區(qū)(12)注入、摻雜與推進(jìn)、退火處理； S3154b :在P+集電極區(qū)(12)的外表面制作集電極金屬電極(40)。
8.一種平面柵型IGBT芯片制作方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟 S321:選取兩塊N型半導(dǎo)體襯底；5322:將其中的第一塊N型半導(dǎo)體襯底進(jìn)行氧化或沉積，在N型半導(dǎo)體襯底的硅表面形成包括氧化硅或氮氧化物在內(nèi)的絕緣材料，絕緣材料厚度與介質(zhì)埋層(21)的厚度一致； 5323:對(duì)N型半導(dǎo)體襯底表面的包括氧化硅或氮氧化物在內(nèi)的絕緣材料進(jìn)行光刻與刻蝕，形成介質(zhì)埋層(21); 5324:對(duì)第二塊N型半導(dǎo)體襯底進(jìn)行光刻與刻蝕，形成與步驟S323中介質(zhì)埋層(21)凹凸面相吻合的圖形； 5325:將第一塊N型半導(dǎo)體襯底翻轉(zhuǎn)180°，再將在步驟S323中由N型半導(dǎo)體襯底形成的介質(zhì)埋層(21)與步驟S324中形成的圖形進(jìn)行凹凸面對(duì)接，在450°C 1150°C溫度下將兩塊N型半導(dǎo)體襯底直接鍵合成一塊； 5326:將N型半導(dǎo)體襯底的正面磨片，控制介質(zhì)埋層(21)的位置深度為目標(biāo)深度； S3151b :將經(jīng)過以上處理的N型半導(dǎo)體襯底翻轉(zhuǎn)180度，并進(jìn)行背面處理，將背面部分 減薄至所需厚度； S3152b :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的背部表面進(jìn)行N緩沖層區(qū)(11)注入摻雜與推進(jìn)、退火處理； S3151a :將經(jīng)過以上處理的N型半導(dǎo)體襯底翻轉(zhuǎn)180度，并進(jìn)行正面處理，在經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面上形成柵氧化層(20)； S3152a:在柵氧化層(20)的外表面進(jìn)行多晶硅沉積處理，形成多晶硅柵(30)，并對(duì)多晶娃棚(30)進(jìn)行N型慘雜； S3153a :在多晶硅柵(30)的外表面進(jìn)行硼硅玻璃層沉積處理； S3154a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行第一 N型載流子埋層(16)注入窗口刻蝕； S3155a :通過第一 N型載流子埋層(16)注入窗口對(duì)N型半導(dǎo)體襯底進(jìn)行第一 N型載流子埋層(16)注入、退火處理； S3156a :通過第一 N型載流子埋層(16)注入窗口進(jìn)行P-基區(qū)(13)摻雜、注入處理，再進(jìn)行退火處理； S3157a :通過第一 N型載流子埋層(16)注入窗口進(jìn)行N+源極區(qū)(15)摻雜、注入處理，再進(jìn)行退火處理； S3158a :通過第一 N型載流子埋層(16)注入窗口進(jìn)行P+歐姆接觸區(qū)(14)注入處理，再進(jìn)行退火處理； S3159a :對(duì)N+源極區(qū)(15)表面的氧化層進(jìn)行發(fā)射極金屬電極(41)接觸窗口的刻蝕處理； S3160a :對(duì)硼硅玻璃層進(jìn)行柵極金屬電極(42)接觸窗口的刻蝕處理； S3161a :對(duì)經(jīng)過上述處理的N型半導(dǎo)體襯底的正面表面進(jìn)行金屬電極沉積處理； S3162a :進(jìn)行金屬電極刻蝕處理，將發(fā)射極金屬電極(41)與柵極金屬電極(42)間隔開來； S3153b :將經(jīng)過以上處理的N型半導(dǎo)體襯底翻轉(zhuǎn)180度，并在N緩沖層區(qū)(11)的外表面進(jìn)行P+集電極區(qū)(12)注入、摻雜與推進(jìn)、退火處理； S3154b :在P+集電極區(qū)(12)的外表面制作集電極金屬電極(40)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種平面柵型IGBT芯片制作方法，其特征在于所述第一N型載流子埋層(16)注入窗口的大小與多晶硅柵(30)的窗口大小相同。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種平面柵型IGBT芯片制作方法，其特征在于所述N+源極區(qū)(15)注入窗口的大小與多晶娃柵(30)的窗口大小相同。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種平面柵型IGBT芯片制作方法，其特征在于采用各向同性刻蝕方法對(duì)第一 N型載流子埋層(16)進(jìn)行刻蝕。
12.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述 的一種平面柵型IGBT芯片制作方法，其特征在于所述介質(zhì)埋層(21)窗口的大小與多晶硅柵(30)的窗口大小相同。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的一種平面柵型IGBT芯片制作方法，其特征在于所述P-基區(qū)(13)注入窗口的大小與多晶娃柵(30)的窗口大小相同。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的一種平面柵型IGBT芯片制作方法，其特征在于采用各向同性刻蝕方法對(duì)N型半導(dǎo)體襯底的芯片制作有效區(qū)進(jìn)行刻蝕。
15.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的一種平面柵型IGBT芯片制作方法，其特征在于所述第一 N型載流子埋層(16)注入窗口的大小與多晶硅柵(30)的窗口大小相同。
16.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的一種平面柵型IGBT芯片制作方法，其特征在于采用各向異性的腐蝕方法或者等離子刻蝕方法對(duì)第二塊N型半導(dǎo)體襯底進(jìn)行光刻與刻蝕。
17.根據(jù)權(quán)利要求I至8中任一權(quán)利要求所述的一種平面柵型IGBT芯片制作方法，其特征在于所述N型半導(dǎo)體襯底采用包括Si半導(dǎo)體材料或SiC或GaN或金剛石在內(nèi)的寬禁帶半導(dǎo)體材料。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的一種平面柵型IGBT芯片制作方法，其特征在于所述N型半導(dǎo)體襯底采用N型摻雜材料，摻雜濃度為8E12/cm3 5E14/cm3 ;所述多晶硅柵(30)的摻雜濃度為 5E19/cm3 lE20/cm3。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的一種平面柵型IGBT芯片制作方法，其特征在于將所述N型半導(dǎo)體襯底的材料厚度控制在60um 750um之間。
20.根據(jù)權(quán)利要求1-8、18、19中任一權(quán)利要求所述的一種平面柵型IGBT芯片制作方法，其特征在于在所述步驟S127a和步驟S226a中，對(duì)N型半導(dǎo)體襯底表面的包括氧化硅或氮氧化物在內(nèi)的絕緣材料進(jìn)行不少于兩次的光刻與刻蝕處理，刻蝕采用各向異性的腐蝕方法或者等離子刻蝕方法，最終形成介質(zhì)埋層(21)。
21.根據(jù)權(quán)利要求5-8中任一權(quán)利要求所述的一種平面柵型IGBT芯片制作方法，其特征在于所述介質(zhì)埋層(21)的寬度等于或小于第一 N型載流子埋層(16)的寬度。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的一種平面柵型IGBT芯片制作方法，其特征在于所述介質(zhì)埋層(21)采用包括SiO2或氮氧化物在內(nèi)的絕緣材料。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的一種平面柵型IGBT芯片制作方法，其特征在于將所述介質(zhì)埋層(21)的厚度控制在O. Ium I. 5um之間。
24.根據(jù)權(quán)利要求1-8、18、19、22、23中任一權(quán)利要求所述的一種平面柵型IGBT芯片制作方法，其特征在于所述介質(zhì)埋層(21)與多晶硅柵(30)底部的柵氧化層(20)非接觸。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的一種平面柵型IGBT芯片制作方法，其特征在于將所述介 質(zhì)埋層(21)與柵氧化層(20)之間的間距控制在O. 2um Ium之間。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的一種平面柵型IGBT芯片制作方法，其特征在于所述介質(zhì)埋層(21)的厚度均勻設(shè)置。
27.根據(jù)權(quán)利要求1-8、18、19、22、23、25、26中任一權(quán)利要求所述的一種平面柵型IGBT芯片制作方法，其特征在于按照與第一 N型載流子埋層(16)在芯片正面俯視方向上相似的形狀對(duì)介質(zhì)埋層(21)的形狀進(jìn)行設(shè)置。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的一種平面柵型IGBT芯片制作方法，其特征在于將所述介質(zhì)埋層(21)在單個(gè)元胞范圍內(nèi)從芯片正面俯視方向上的形狀設(shè)置為條形或方形或正六邊形或圓形或三角形或任意多邊形。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的一種平面柵型IGBT芯片制作方法，其特征在于將所述介質(zhì)埋層(21)在單個(gè)元胞內(nèi)設(shè)置為多個(gè)從芯片正面俯視方向上的形狀為豎條或橫條或圓形或任意多邊形的圖形的組合。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的一種平面柵型IGBT芯片制作方法，其特征在于將所述介質(zhì)埋層(21)在單個(gè)元胞內(nèi)設(shè)置為多個(gè)相同圖形的組合。
31.根據(jù)權(quán)利要求29或30所述的一種平面柵型IGBT芯片制作方法，其特征在于所述介質(zhì)埋層(21)在單個(gè)元胞內(nèi)的多個(gè)圖形之間相互接觸。
32.根據(jù)權(quán)利要求1-8、18、19、22、23、25、26、28-30中任一權(quán)利要求所述的一種平面柵型IGBT芯片制作方法，其特征在于在所述介質(zhì)埋層(21)的兩個(gè)端部或其中任意一個(gè)端部設(shè)置向下的端頭。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的一種平面柵型IGBT芯片制作方法，其特征在于在所述介質(zhì)埋層(21)的中部設(shè)置一個(gè)以上向下的端頭。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的一種平面柵型IGBT芯片制作方法，其特征在于將所述介質(zhì)埋層(21)兩個(gè)端部的厚度設(shè)置為比中部的厚度厚O. 2um I. 5um。
35.根據(jù)權(quán)利要求32或33所述的一種平面柵型IGBT芯片制作方法，其特征在于將所述介質(zhì)埋層(21)的端頭設(shè)置為相同或不相同的厚度。
36.根據(jù)權(quán)利要求32或33所述的一種平面柵型IGBT芯片制作方法，其特征在于將所述介質(zhì)埋層(21)的端頭設(shè)置為相同或不相同的寬度。
37.根據(jù)權(quán)利要求32或33所述的一種平面柵型IGBT芯片制作方法，其特征在于將所述介質(zhì)埋層(21)的端頭之間設(shè)置為相同或不相同的間距。
38.根據(jù)權(quán)利要求1-8、18、19、22、23、25、26、28-30、33、34中任一權(quán)利要求所述的一種平面柵型IGBT芯片制作方法，其特征在于按照8E15/cm3 2E16/cm3的摻雜濃度對(duì)包括第一 N型載流子埋層(16)和/或第二 N型載流子埋層(17)在內(nèi)的N型載流子埋層進(jìn)行摻雜。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的一種平面柵型IGBT芯片制作方法，其特征在于將包括第一N型載流子埋層(16)和/或第二 N型載流子埋層(17)在內(nèi)的N型載流子埋層的結(jié)深控制在O. 5um 2um之間。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的一種平面柵型IGBT芯片制作方法，其特征在于將所述第一N型載流子埋層(16)的寬度設(shè)置為大于或小于P-基區(qū)(13)的寬度。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的一種平面柵型IGBT芯片制作方法，其特征在于將所述第二N型載流子埋層(17)的寬度設(shè)置為大于或小于多晶硅柵(30)的寬度。
42.根據(jù)權(quán)利要求1-8、18、19、22、23、25、26、28-30、33、34、39-41 中任一權(quán)利要求所述的一種平面柵型IGBT芯片制作方法，其特征在于將所述第一 N型載流子埋層(16)在芯片正面俯視方向上的形狀設(shè)置為與P-基區(qū)(13)相似的形狀。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的一種平面柵型IGBT芯片制作方法，其特征在于將所述第二N型載流子埋層(17)在芯片正面俯視方向上的形狀設(shè)置為與多晶硅柵(30)相似的形狀。
44.根據(jù)權(quán)利要求42所述的一種平面柵型IGBT芯片制作方法，其特征在于將所述第一N型載流子埋層(16)在單個(gè)元胞范圍內(nèi)的從芯片正面俯視方向上的形狀設(shè)置為條形或方形或正六邊形或圓形或三角形或任意多邊形。
45.根據(jù)權(quán)利要求43所述的一種平面柵型IGBT芯片制作方法，其特征在于將所述第二N型載流子埋層(17)在單個(gè)元胞范圍內(nèi)的從芯片正面俯視方向上的形狀設(shè)置為條形或方形或正六邊形或圓形或三角形或任意多邊形。
46.根據(jù)權(quán)利要求1-8、18、19、22、23、25、26、28-30、33、34、39-41、43-45 中任一權(quán)利要求所述的一種平面柵型IGBT芯片制作方法，其特征在于當(dāng)所述平面柵型IGBT芯片包括兩個(gè)以上的元胞時(shí)，對(duì)所述平面柵型IGBT芯片的所有元胞或部分元胞設(shè)置第一N型載流子埋層(16)。
47.根據(jù)權(quán)利要求1-8、18、19、22、23、25、26、28-30、33、34、39-41、43-45 中任一權(quán)利要求所述的一種平面柵型IGBT芯片制作方法，其特征在于當(dāng)所述平面柵型IGBT芯片包括兩個(gè)以上的元胞時(shí)，對(duì)所述平面柵型IGBT芯片的所有元胞或部分元胞設(shè)置第二N型載流子埋層(17)。
48.根據(jù)權(quán)利要求1-8、18、19、22、23、25、26、28-30、33、34、39-41、43-45 中任一權(quán)利要求所述的一種平面柵型IGBT芯片制作方法，其特征在于當(dāng)所述平面柵型IGBT芯片包括兩個(gè)以上的元胞時(shí)，對(duì)所述平面柵型IGBT芯片的所有元胞或部分元胞設(shè)置介質(zhì)埋層(21)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種平面柵型IGBT芯片制作方法，先進(jìn)行正面處理，對(duì)半導(dǎo)體襯底進(jìn)行第二N型載流子埋層的注入、退火；進(jìn)行第一N型載流子埋層注入窗口刻蝕、注入、退火；對(duì)第一N型載流子埋層進(jìn)行刻蝕；去除半導(dǎo)體襯底表面的氧化層；在第一N型載流子埋層外表面進(jìn)行絕緣材料沉積，對(duì)沉積絕緣材料進(jìn)行光刻與刻蝕，形成介質(zhì)埋層；完成余下的正面處理工藝；再進(jìn)行背面處理，將背面部分減薄至所需厚度；N緩沖層區(qū)注入、摻雜與推進(jìn)、退火；P+集電極區(qū)注入、摻雜與推進(jìn)、退火；制作集電極金屬電極。本發(fā)明降低了IGBT芯片的導(dǎo)通壓降，優(yōu)化了與關(guān)斷損耗的折中關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了更低的功耗，從而提高了IGBT芯片的功率密度、工作結(jié)溫和可靠性。
文檔編號(hào)H01L21/331GK102969243SQ20121052127
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月7日
發(fā)明者劉國(guó)友, 覃榮震, 黃建偉 申請(qǐng)人:株洲南車時(shí)代電氣股份有限公司