薄晶片绝缘闸极双载子电晶体之制作方法

摘要

本发明系有关于薄晶绝缘闸极双载子电晶体(IGBT)之制作方法，主要系在IGBT元件制造时，晶片上含元件区域之底部挖掉一部份，形成一凹陷区，并使该凹陷区域之厚度可以达到使元件区为等效薄晶片之厚度，但是其余的区域则是维持原先的标准厚度，即为在局部薄晶片之条件下，仍可使用现有的机台传输晶片。利用此方法制造之非穿透型IGBT(Non-PunchThroughType，NPT-IGBT)，可排除了磊晶层(EPI-Layer)及寿命减短(LifetimeKiller)等制程之步骤，而利用此法制造之穿透型IGBT(Punch ThroughType，PT-IGBT)，可减小P+集极少数载子注入的效率，得以增加元件之操作频率。提升产品在传统薄晶片传输制造所造成的良率问题，并大幅降低IGBT元件之制程成本。

主权项

1.一种薄晶片绝缘闸极双载子电晶体之制作方法,系在一般绝缘闸极双载子电晶体(IGBT)元件中之元件区底部形成一凹陷区,并藉由该凹陷区之厚度,使该元件区之厚度等效为一薄晶片厚度,该绝缘闸极双载子电晶体元件之其余区域则维持一标准厚度,以利用一般制程设备进行IGBT元件制作。2.如申请专利范围第1项所述之薄晶片绝缘闸极双载子电晶体之制作方法,其中所述之形成凹陷区之步骤,系包括:(a)定义出凹陷区域;(b)对所定义之凹陷区域加以蚀刻,形成一凹陷区;(c)以离子布植法对该凹陷区中植入离子;(d)退火,形成该绝缘闸极双载子电晶体之集极端。3.如申请专利范围第1项所述之薄晶片绝缘闸极双载子电晶体之制作方法,其中该凹陷区之厚度为100m者。4.如申请专利范围第1项所述之薄晶片绝缘闸极双载子电晶体之制作方法,其中该元件区之等效厚度为150m者。5.如申请专利范围第1项所述之薄晶片绝缘闸极双载子电晶体之制作方法,其中该绝缘闸极双载子电晶体元件之其余区域之厚度为250m者。6.如申请专利范围第1项所述之薄晶片绝缘闸极双载子电晶体之制作方法,系可使用于薄晶片穿透式绝缘闸极双载子电晶体(Thin Wafer PT-IGBT)之元件中者。7.如申请专利范围第1项所述之薄晶片绝缘闸极双载子电晶体之制作方法,系可使用于薄晶片非穿透式绝缘闸极双载子电晶体(Thin WaferNPT-IGBT)之元件中者。8.如申请专利范围第2项所述之薄晶片绝缘闸极双载子电晶体之制作方法,其中步骤(a)所述之定义,系以光罩对准之制程步骤以定义该凹陷区者。9.如申请专利范围第2项所述之薄晶片绝缘闸极双载子电晶体之制作方法,其中步骤(c)所述之离子植入,系植入P+型之离子者。10.一种薄晶片绝缘闸极双载子电晶体之制作方法,系包括:(a)于一晶片上形成一元件区;(b)于该元件区中形成一基层(P-Base);(c)以离子布植(Ion Implantation)方式,于该基层上植入一射极区(Emitter);(d)于该射极区中间形成一绝缘闸极(Insulated Gate);(e)于该元件区之底部形成一凹陷区;(f)于该凹陷区内植入离子并退火,形成一集极区;(g)个别于该射极及该集极上形成一接触窗,填入金属且沈积一保护层,完成该绝缘闸极双载子电晶体元件。11.如申请专利范围第10项所述之薄晶片绝缘闸极双载子电晶体之制作方法,其中步骤(a)中所述之形成元件区,是利用光罩对准(Align Mask)所加以定义该元件区者。12.如申请专利范围第10项所述之薄晶片绝缘闸极双载子电晶体之制作方法,其中步骤(b)中所述之基层是为一P型基层者。13.如申请专利范围第10项所述之薄晶片绝缘闸极双载子电晶体之制作方法,其中步骤(c)中所述之植入射极区,系植入N+型离子者。14.如申请专利范围第10项所述之薄晶片绝缘闸极双载子电晶体之制作方法,其中步骤(d)中所述之形成绝缘闸极,是在射极区中间先蚀刻一沟渠(Trench),再依序填入氧化属及多晶矽层(Poly)而形成一绝缘闸极者。15.如申请专利范围第10项所述之薄晶片绝缘闸极双载子电晶体之制作方法,其中步骤(e)中所述之形成凹陷区,是藉由光罩对准(Align Mask)及蚀刻(Etching)掉凹陷区所形成者。16.如申请专利范围第10项所述之薄晶片绝缘闸极双载子电晶体之制作方法,其中步骤(f)中所述之形成集极区,是藉由P+之离子布植以及退火等步骤所形成者。17.如申请专利范围第10项所述之薄晶片绝缘闸极双载子电晶体之制作方法,系可使用于薄晶片穿透式绝缘闸极双载子电晶体(Thin WaferPT-IGBT)之元件中者。18.如申请专利范围第10项所述之薄晶片绝缘闸极双载子电晶体之制作方法,系可使用于薄晶片非穿透式绝缘闸极双载子电晶体(Thin Wafer NPT-IGBT)之元件中者。19.一种薄晶片之绝缘闸极双载子电晶体,于该电晶体之晶片之元件区中系有射极端、集极端以及闸极端,其中元件区之底部设有一凹陷区,该射极端及闸极端系位于元件区之上层,而该集极区即位于该元件区底部之凹陷区中。20.如申请专利范围第19项所述之薄晶片绝缘闸极双载子电晶体,其中该凹陷区之厚度为100m者。21.如申请专利范围第19项所述之薄晶片绝缘闸极双载子电晶体,其中该元件区之等效厚度为150m者。22.如申请专利范围第19项所述之薄晶片绝缘闸极双载子电晶体,其中该绝缘闸极双载子电晶体元件之晶片厚度为250m者。图式简单说明:图一系为习用技术之薄晶片穿透式绝缘闸极双载子电晶体(PT-IGBT)元件中,使用磊晶层及缓冲层之制程结构侧视图。图二系为习用技术之薄晶片非穿透式绝缘闸极双载子电晶体(NPT-IGBT)元件之制程结构侧视图。图三系为本发明实施例之薄晶片穿透型绝缘闸极双载子电晶体(PT-IGBT)元件之制程结构侧视图。图四系为本发明实施例之薄晶片非穿透型绝缘闸极双载子电晶体(NPT-IGBT)元件之制程结构侧视图。图五系为本发明实施例之薄晶片绝缘闸极双载子电晶体(IGBT)元件之制作流程图。