[發明專利]一種具有改善型集電極結構的IGBT

有效

• 申請號: 201010191133.3
• 申請日: 2010-06-04
• 公開（公告）號: CN101887913A
• 公開（公告）日: 2010-11-17
• 發明（設計）人: 朱袁正;葉鵬;胡永剛
• 申請（專利權）人: 無錫新潔能功率半導體有限公司
• 主分類號: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L29/36
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所 32104
• 代理人: 曹祖良

1.一種具有改善型集電極結構的IGBT，在所述半導體IGBT器件的截面上，包括具有兩個相對主面的第一導電類型的半導體基板，半導體基板包括第一主面與第二主面；所述半導體基板的第二主面上設置第二導電類型集電區，所述第二導電類型集電區上淀積有金屬化集電極；所述半導體基板內設有第二導電類型基區，所述第二導電類型基區鄰近第一主面，且與第一主面相接觸；所述第二導電類型基區的上部設有第一導電類型發射區；所述半導體基板的第一主面上還設有絕緣柵、絕緣介質層與金屬化發射極；所述絕緣柵與第一導電類型發射區相接觸，所述絕緣柵與金屬化發射極利用絕緣介質層相隔離；所述金屬化發射極淀積在第一主面上，并與第一導電類型發射區、第二導電類型基區電性接觸；其特征是：

在所述半導體IGBT器件的截面上，所述第二導電類型集電區包括一個或多個具有第一摻雜濃度的第一區域和一個或多個具有第二摻雜濃度的第二區域，所述第一區域包圍多個第二區域或第一區域與第二區域交替鄰接設置；

所述第一區域的第一摻雜濃度小于第二區域的第二摻雜濃度，且所述第一區域的第一摻雜濃度大于第一導電類型半導體基板的摻雜濃度。

2.根據權利要求1所述具有改善型集電極結構的IGBT，其特征是：在所述半導體IGBT器件的截面上，所述絕緣柵包括絕緣氧化層和位于絕緣氧化層上的導電多晶硅；所述絕緣氧化層位于第一主面上，所述絕緣氧化層與半導體基板上相鄰的第二導電類型基區及所述相鄰第二導電類型基區內對應的第一導電類型發射區均相接觸；所述相鄰的第二導電類型基區利用半導體基板的第一導電類型層相隔離。

3.根據權利要求1所述具有改善型集電極結構的IGBT，其特征是：在所述半導體IGBT器件的截面上，所述絕緣柵包括溝槽；所述溝槽位于第二導電類型基區內，并延伸到第二導電類型基區下方的第一導電類型半導體基板內；第二導電類型基區位于半導體基板的上部，所述溝槽內壁生長有絕緣氧化層，并在所述生長有絕緣氧化層的溝槽內淀積有導電多晶硅；所述溝槽的槽口由絕緣介質層覆蓋，所述溝槽對應于側壁的上方均設有第一導電類型發射區，所述第一導電類型發射區與溝槽的相接觸。

4.根據權利要求1所述具有改善型集電極結構的IGBT，其特征是：在所述半導體IGBT器件的截面上，所述第二導電類型集電區內的第一區域在沿垂直于電流流動的方向分布，所述第一區域的形狀包括方形、條形、或圓形。

5.根據權利要求1所述具有改善型集電極結構的IGBT，其特征是：在所述半導體IGBT器件的截面上，所述第二導電類型集電區內的第二區域在沿垂直于電流流動的方向分布，所述第二區域的形狀包括方形、條形、或圓形。

6.根據權利要求1所述具有改善型集電極結構的IGBT，其特征是：在所述半導體IGBT器件的截面上，所述第二導電類型集電區內對應的第一區域的面積與第二區域的面積比值為0.01～1。

7.根據權利要求1所述具有改善型集電極結構的IGBT，其特征是：在所述半導體IGBT器件的截面上，所述第二導電類型集電區內設有第一導電類型集電極短路區，所述第一導電類型集電極短路區與第一導電類型半導體基板、金屬化集電極相接觸；所述金屬化集電極與第一導電類型集電極短路區、第一區域及第二區域均歐姆接觸。

8.根據權利要求1所述具有改善型集電極結構的IGBT，其特征是：所述絕緣介質層為硅玻璃(USG)、硼磷硅玻璃(BPSG)或磷硅玻璃(PSG)。

9.根據權利要求1所述具有改善型集電極結構的IGBT，其特征是：所述半導體基板的材料包括硅。