绝缘栅双极晶体管(IGBT)是电能转换应用的核心器件。IGBT的导通压降(VCEsat)是其一项关键参数,VCEsat高,IGBT导通时功率损耗大,发热大,对节能减排和器件寿命都有不利的影响。IGBT的导通压降与绝缘栅双极晶体管背面金属化工艺紧密相关,因此本文进行了背面金属化对IGBT VCEsat影响的研究。论文研究了镀膜前处理工艺、蒸镀和磁控溅射工艺、背面金属的烘烤对1200V FS IGBT导通压降的作用,阐述了导通压降与铝和硅之间形成的铝刺的相关性。具体主要研究内容如下:硅基片金属镀膜前清洗工艺研究。采用浓度为10%的氢氟酸进行镀膜前清洗,可以有效去除氧化膜。清洗时间从10S到60S,导通压降不变,表明湿法清洗工艺窗口足够。清洗到镀膜间的等待时间小于4hrs导通压降不受影响,到达8hrs时导通压降开始上升,表明自然氧化膜对导通压降有负面影响。干法清洗是采用氩离子刻蚀的方式,轰击刻蚀氧化膜。刻蚀时间从10S到30S,器件的导通压降不变,表明该方式工艺窗口足够。镀膜方式采用真空蒸镀方式和磁控溅射方式。真空蒸镀工艺进行IGBT的背面金属镀膜后,增加高温烘烤处理工艺,使得背面金属中的铝与硅基板互溶形成铝刺。研究表明:铝刺密度越高,导通压降越低。烘烤温度在350℃时,铝刺的密度最高,导通压降降到1.74V,为最低值,片内方差在0.04V。温度继续上升,铝刺变大但是密度下降,导通压降会上升。磁控溅射镀膜时边加热边镀膜,形成密度更高的铝刺,使导通压降从1.74V降低到1.69V,导通压降的片内方差从0.04V降低到0.025V。对比分析表明:采用集成了干法前处理的磁控溅射工艺制作IGBT背面金属获得的器件导通压降比蒸镀加烘烤工艺的降低3%。采用磁控溅射方式时,温度从350℃到450℃得到的器件导通压降均小于1.72V,优于真空蒸镀的最小值1.74V,表明磁控溅射工艺窗口比蒸镀方式大。