[發(fā)明專利]改善有源區(qū)與終端連接區(qū)場強均勻性的IGBT器件及制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410488173.2
• 申請日: 2014-09-22
• 公開（公告）號: CN105514154B
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發(fā)明（設計）人: 何敏;趙哿;金銳;劉江;王耀華;高明超
• 申請（專利權）人: 國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院;國網(wǎng)浙江省電力公司
• 主分類號: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L29/08;H01L21/335
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發(fā)明涉及一種改善有源區(qū)與終端連接區(qū)場強均勻性的IGBT器件及制造方法，包括發(fā)射極鋁引線區(qū)域、柵鋁引線區(qū)域、有源區(qū)、終端P型場限環(huán)、場氧化層、柵Bus區(qū)域和終端區(qū)域。所述柵鋁引線區(qū)域位于器件邊角位置，發(fā)射極鋁引線區(qū)域位于有源區(qū)，柵Bus區(qū)域包圍著有源區(qū)，所述終端區(qū)位于柵Bus區(qū)域外圍。本發(fā)明通過改進傳統(tǒng)的發(fā)射極與第一條金屬場板、第一條柵極場板連接結構設計，使得IGBT器件在有源區(qū)與終端連接區(qū)場強均勻性得以改善，使IGBT器件整體場強的均勻性更好。本發(fā)明改善了IGBT的有源區(qū)與終端連接區(qū)場強均勻性，保證了柵鋁引線區(qū)域鋁引線完整性，提高了柵極電壓的傳輸，從而提高了IGBT開關速度，減小開關損耗。

技術領域

本發(fā)明涉及一種IGBT器件及其制造方法，具體講涉及一種改善有源區(qū)與終端連接區(qū)場強均勻性的IGBT器件及制造方法。

背景技術

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)絕緣柵雙極晶體管，是在MOSFET(金屬氧化物場效應晶體管)和GTR(電力晶體管)基礎上發(fā)展起來的一種新型復合功率器件，它既具有MOSFET易于驅動、控制功率小、驅動電路簡單、開關速度高、開關損耗小的優(yōu)點，又具有雙極型晶體管的導通電壓低、通態(tài)電流大、電流處理能力強等優(yōu)點。廣泛應用于電磁爐、汽車電子、變頻器、電力系統(tǒng)、電焊機、開關電源等電路，對IGBT的可靠性和開關速度提出了非常高的要求。

如圖1所示，現(xiàn)有技術的IGBT結構中，為了保證IGBT工作時發(fā)射極鋁引線區(qū)域01與終端保護環(huán)第一條金屬場板05保證同電位，通過鋁連線10將發(fā)射極鋁引線區(qū)域01與終端保護環(huán)第一條金屬場板05連接。

現(xiàn)有技術的發(fā)射極鋁引線區(qū)域01與終端保護環(huán)第一條金屬場板05的連接是鋁連線10連接的，這種鋁線連接方式，導致鋁線區(qū)域的有源區(qū)08與終端07連接區(qū)場強偏大，IGBT有源區(qū)08與終端07連接區(qū)場強不一致，容易在場強偏大區(qū)域發(fā)生動態(tài)雪崩，從而降低了IGBT的可靠性，且柵鋁引線區(qū)域鋁引線03被鋁連線10分割開，IGBT柵極電壓的傳輸速度降低了，導致IGBT的開關速度變慢。

因此，需要提供一種改善IGBT有源區(qū)與終端連接區(qū)場強均勻性的技術方案。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的是提供一種改善有源區(qū)與終端連接區(qū)場強均勻性的IGBT器件及制造方法，與傳統(tǒng)的IGBT器件結構相比，本發(fā)明改善了IGBT的有源區(qū)與終端連接區(qū)場強均勻性，從而優(yōu)化了IGBT在有源區(qū)與終端連接區(qū)抗動態(tài)雪崩能力，增強了IGBT器件的可靠性。本發(fā)明保證了柵鋁引線區(qū)域鋁引線完整性，提高了柵極電壓的傳輸，從而提高了IGBT開關速度，減小了開關損耗。

本發(fā)明的目的是采用下述技術方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明提供一種改善有源區(qū)與終端連接區(qū)場強均勻性的IGBT器件，所述IGBT器件包括發(fā)射極鋁引線區(qū)域、柵鋁引線區(qū)域、有源區(qū)、終端P型場環(huán)區(qū)、柵鋁引線區(qū)域鋁引線和終端區(qū)；其改進之處在于，所述柵鋁引線區(qū)域位于IGBT器件邊角位置，所述發(fā)射極鋁引線區(qū)域位于有源區(qū)，所述柵鋁引線區(qū)域鋁引線包圍著有源區(qū)，所述終端區(qū)位于柵鋁引線區(qū)域鋁引線外圍；所述發(fā)射極鋁引線區(qū)域與終端保護環(huán)中的一條金屬場板以及其中的一條柵極場板均通過終端P型場限環(huán)相連；

所述柵鋁引線區(qū)域鋁引線設置在IGBT器件的金屬層。

進一步地，所述柵鋁引線區(qū)域鋁引線為連通的閉合回線。

進一步地，所述終端保護環(huán)中的所述一條金屬場板、所述一條柵極場板以及終端P型場限環(huán)通過同一個接觸孔相連。