[發明專利]一種單片集成IGBT和FRD的半導體器件

有效

• 申請號: 201010557246.0
• 申請日: 2010-11-22
• 公開（公告）號: CN102044543A
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發明（設計）人: 丁榮軍;劉國友;覃榮震;黃建偉;羅海輝
• 申請（專利權）人: 株洲南車時代電氣股份有限公司
• 主分類號: H01L27/06
• 分類號: H01L27/06
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 逯長明;王寶筠

1.一種半導體器件，其特征在于，該半導體器件將IGBT模塊封裝所需的全部IGBT和FRD集成在一片晶圓上，且IGBT和FRD反并聯設置；晶圓的邊緣部分為多級場限環區，中間部分為IGBT區和FRD區；

IGBT和FRD位于同一N型襯底內，具有多級場限環的終端結構；IGBT由在襯底上依次注入發射極P阱、發射極歐姆接觸P+區、橫向MOSFEF?N+源極區、背部集電極P+區構成；FRD由在硅襯底上注入陽極P阱和陰極N+構成；多級場限環的終端結構由在襯底上注入多個P阱和一個N阱而成。

2.如權利要求1所述的半導體器件，其特征在于，IGBT包括：一具有P型導電離子的第一P型擴散區，于N型襯底內形成一第一P型阱；一具有P+型導電離子的第一發射極擴散區，于該第一P型阱內形成一第一發射極區域；一具有N+型導電離子的第一N型擴散區，于該第一發射極區域內形成一第一N型區域；一具有P+型導電離子的第一集電極擴散區，于該N型襯底背部形成一第一集電極區域。

3.如權利要求1所述的半導體器件，其特征在于，FRD包括：一具有P型導電離子的第二P型擴散區，于N型襯底正面形成一第二P型區域。

4.如權利要求1所述的半導體器件，其特征在于，所述多級場限環的終端結構包括：一具有P型導電離子的多個分離的P型擴散區，于該N型襯底內形成多個分離的P型區域以提供耐壓；一具有N型導電離子的第三N型擴散區，于該N型襯底內形成一第三N型擴散區以提供電場截止特性。

5.如權利要求1所述的半導體器件，其特征在于，IGBT和FRD反并聯設置為：

IGBT的發射極與FRD的陽極連接在一起，IGBT的集電極和FRD的陰極連接在一起。

6.如權利要求1-5任一項所述的半導體器件，其特征在于，多級場限環區設置在晶圓的邊緣，中心為圓形的IGBT區，IGBT區與多級場限環區之間為FRD區。

7.如權利要求1-5任一項所述的半導體器件，其特征在于，多級場限環區設置在晶圓的邊緣，IGBT區和FRD區間隔著一圈圈排布在晶圓中間部位，其中晶圓中心為IGBT區。

8.如權利要求1-5任一項所述的半導體器件，其特征在于，多級場限環區設置在晶圓的邊緣，IGBT區和FRD區間隔著一圈圈排布在晶圓中間部位，其中晶圓中心為FRD區。

9.如權利要求1-5任一項所述的半導體器件，其特征在于，多級場限環區設置在晶圓的邊緣，IGBT區為多個小圓形，分布在晶圓的中間部位，IGBT區周圍分布FRD區。

10.如權利要求1-5任一項所述的半導體器件，其特征在于，多級場限環區設置在晶圓的邊緣，IGBT區和FRD區均為半圓形結構，設置晶圓中間位置。

11.如權利要求1-5任一項所述的半導體器件，其特征在于，多級場限環區設置在晶圓的邊緣，晶圓中心為IGBT區，FLR區和IGBT區之間等份分布多個IGBT區和FRD區。

12.如權利要求1-5任一項所述的半導體器件，其特征在于，多級場限環區設置在晶圓的邊緣，晶圓中心為FRD區，FLR區構和IGBT區之間等份分布多個IGBT區和FRD區。