[發明專利]具有改進型終端的IGBT及其制造方法

有效

• 申請號: 201010509621.4
• 申請日: 2010-10-15
• 公開（公告）號: CN102005475A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發明（設計）人: 朱袁正;丁磊;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;H01L29/06;H01L21/331
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所 32104
• 代理人: 曹祖良

1.一種具有改進型終端的IGBT，在所述IGBT器件的俯視平面上，包括位于半導體基板上的有源區和終端保護區，所述有源區位于半導體基板的中心區，終端保護區位于有源區的外圍；所述終端保護區包括位于其內圈的分壓保護區及位于其外圈的截止保護區；所述分壓保護區包括第一分壓保護區與第二分壓保護區，所述第一分壓保護區環繞保護有源區，第二分壓保護區位于第一分壓保護區的外圈，并環繞包圍第一分壓保護區及有源區；其特征是：

在所述IGBT器件的截面上，所述半導體基板具有兩個相對的主面，所述主面包括第一主面與第二主面，半導體基板的第一主面與第二主面間包括第一導電類型漂移區；第二分壓保護區包括至少一個第二導電類型注入區，所述第二導電類型注入區在第一導電類型漂移區內沿第一主面指向第二主面的方向延伸，相鄰的第二導電類型注入區由第一導電類型漂移區相間隔；

所述第二導電類型注入區內包括至少一個分壓溝槽，所述分壓溝槽位于第二導電類型注入區內，并沿由第一主面指向第二主面的方向在第二導電類型注入區內延伸；所述分壓溝槽內填充有第一絕緣介質層，所述第一絕緣介質層填充在分壓溝槽內，并覆蓋在半導體基板相應的第一主面上。

2.根據權利要求1所述的具有改進型終端的IGBT，其特征是：在所述IGBT器件的截面上，分壓溝槽的寬度及深度小于所述分壓溝槽所在第二導電類型注入區相應的寬度及深度；第二分壓保護區內的分壓溝槽沿著有源區指向截止保護區的方向寬度逐漸變寬，并被相應第二導電類型注入區所包圍；所述分壓溝槽的寬度為0.4~6μm。

3.根據權利要求1所述的具有改進型終端的IGBT，其特征是：在所述IGBT器件的截面上，所述有源區為溝槽型IGBT結構或平面型IGBT結構。

4.根據權利要求3所述的具有改進型終端的IGBT，其特征是：在所述IGBT器件的截面上，溝槽型IGBT結構包括元胞溝槽，所述元胞溝槽位于第二導電類型阱區，深度伸入第二導電類型阱區下方的第一導電類型漂移區；元胞溝槽內壁表面生長有絕緣氧化層，在所述內壁生長有絕緣氧化層的元胞溝槽內淀積導電多晶硅，有源區內的元胞通過位于元胞溝槽內的導電多晶硅并聯成整體；元胞溝槽的外壁上方設有第一導電類型注入區，所述第一導電類型注入區與元胞溝槽的外壁相接觸；元胞溝槽的槽口覆蓋有第二絕緣介質層，所述第二絕緣介質層位于半導體基板的第一主面上，并覆蓋在相應的第一分壓保護區上；元胞溝槽兩側的上方均設有第一接觸孔，所述第一接觸孔內淀積有發射極金屬，所述發射極金屬覆蓋在有源區上，并填充在第一分壓保護區上方的第一接觸孔內；發射極金屬與有源區內的第二導電類型阱區、第一分壓保護區相接觸，并將有源區內的第二導電類型阱區與第一分壓保護區連接成等電位。

5.根據權利要求4所述的具有改進型終端的IGBT，其特征是：所述第一分壓保護區包括一個第二導電類型注入區，所述第二導電類型注入區與鄰近分壓保護區的元胞溝槽外壁相接處，并包圍相應的第一導電類型注入區；第一分壓保護區內的第二導電類型注入區與第二分壓保護區內的第二導電類型注入區通過第一導電類型漂移區相間隔。

6.根據權利要求1所述的具有改進型終端的IGBT，其特征是：在所述IGBT器件的截面上，所述半導體基板的第二主面上設有第二導電類型集電區，半導體基板對應于設置第二導電類型集電區的第二主面上淀積有集電極金屬。

7.根據權利要求1所述的具有改進型終端的IGBT，其特征是：在所述IGBT器件的截面上，所述截止保護區包括第二導電類型阱區，所述第二導電類型阱區位于第一導電類型漂移區內，并沿半導體基板的第一主面指向第二主面的方向在第一導電類型漂移區內延伸；截止保護區內的第二導電類型阱區的一端與半導體基板的第一主面相接觸；第二導電類型阱區的上部設有第一導電類型注入區；第一絕緣介質層覆蓋在截止保護區上，截止保護區對應于第一導電類型注入區的上方設有第二接觸孔，所述第二接觸孔內淀積有截止保護區金屬，所述截止保護區金屬并覆蓋在第一絕緣介質層對應于鄰近截止保護區的端部表面。