[實用新型]一種帶有補償溝道的IGBT芯片

有效

• 申請號: 202222958188.3
• 申請日: 2022-11-07
• 公開（公告）號: CN218585990U
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 吳小利;王海軍
• 申請（專利權）人: 上海擎茂微電子科技有限公司
• 主分類號: H01L29/10
• 分類號: H01L29/10;H01L29/06;H01L29/739;H01L27/085
• 代理公司: 溫州知遠專利代理事務所(特殊普通合伙) 33262
• 代理人: 湯時達

本實用新型涉及一種帶有補償溝道的IGBT芯片，其元胞內設置左發射極區及左接觸孔，右發射極區及右接觸孔，P型基區內形成偏左和偏右的兩個P+深阱區，這使得即使各接觸孔發生一定偏移，主發射極區一側的導電溝道閾值升高、電流降低，但左發射極區或右發射極區下方的導電溝道由于閾值降低，電流升高，從而補償了元胞內電流的降低，保證了芯片的性能及可靠性。

技術領域

本實用新型涉及一種IGBT芯片，尤其涉及一種帶有補償溝道的IGBT芯片。

背景技術

在IGBT芯片中，相鄰溝槽柵之間具有向P+深阱區進行高濃度P型雜質注入的接觸孔。隨著溝槽型IGBT芯片性能的逐步優化，其原胞尺寸也不斷減小，這使得該接觸孔與相鄰柵極的距離也隨之減小。

由于硅片翹曲或光刻對準精度的緣故，接觸孔及P型雜質不可避免的會偏離其設計中心。當該偏離超過一定范圍后，就會顯著增大相應溝槽的閾值電壓，溝槽的導電能力被極大削弱，開通壓降升高，元胞電流降低，進而降低了芯片的整體性能，使其不能達到相關參數的設計要求。

實用新型內容

針對上述接觸孔及P型雜質注入偏差導致的元胞電流降低的缺陷，本實用新型的目的是提供一種帶有補償溝道的IGBT芯片，該帶有補償溝道的IGBT芯片能夠有效緩解由接觸孔及P型雜質注入偏差導致的元胞電流的降低。

本實用新型的帶有補償溝道的IGBT芯片，包括芯片本體，芯片本體包括N型基區、位于N型基區下方的集電極區、位于集電極區下方并與集電極區連接的集電極金屬、位于N型基區上方的P型基區、位于P型基區上方的絕緣介質層及絕緣介質層上方的發射極金屬，芯片本體內設有多個柵溝槽，柵溝槽內設有多晶硅柵極，相鄰柵溝槽之間設有主發射極區、左發射極區及右發射極區，所述主發射極區的兩側分別與相鄰柵溝槽連接，所述左發射極區的一端與左側相鄰柵溝槽連接，另一端與右側相鄰柵溝槽隔開，所述右發射極區的右端與右側相鄰柵溝槽連接，另一端與左側相鄰柵溝槽隔開；

相鄰柵溝槽之間還設有頂端均位于絕緣介質層的主接觸孔、左接觸孔及右接觸孔，所述主接觸孔位于主發射極區的中部，所述左接觸孔與左側相鄰柵溝槽的距離，小于與右側相鄰柵溝槽的距離，所述右接觸孔與右側相鄰柵溝槽的距離，小于與左側相鄰柵溝槽的距離，主接觸孔的底端經主發射極區后延伸至P型基區，左接觸孔的底端經左發射極區后延伸至P型基區，右接觸孔的底端經右發射極區后延伸至P型基區；

所述發射極金屬分別延伸至主接觸孔、左接觸孔及右接觸孔內，所述主接觸孔、左接觸孔及右接觸孔的下方均設有位于P型基區內的P+深阱區。

該帶有補償溝道的IGBT芯片的優點在于，其元胞內的相鄰柵溝槽之間具有位于中部的主接觸孔、靠近左側柵溝槽的左接觸孔及靠近右側柵溝槽的右接觸孔，對應的，由各接觸孔P雜質注入后形成的P+深阱區包括位于中部的P+深阱區、靠近左側柵溝槽的P+深阱區及靠近右側柵溝槽的P+深阱區。當由于硅片翹曲或光刻對準偏差導致各接觸孔產生一定偏差時，不僅位于中部的P+深阱區產生偏差，同時左接觸孔及右接觸孔下方的P+深阱區也產生相應的偏差，從而實現了對溝道及元胞電流的補償。

進一步的，本實用新型的帶有補償溝道的IGBT芯片，N型基區與集電極區之間設有N型場終止區。

上述說明僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚地了解本實用新型的技術手段，并依照說明書的內容予以具體實施，以下以本實用新型的實施例對其進行詳細說明。

附圖說明

圖1是帶有補償溝道的IGBT芯片的平面圖；

圖2是與圖1中C₂虛線對應的IGBT芯片剖面圖；

圖3是與圖1中C₁虛線對應的IGBT芯片剖面圖；

圖4是與圖1中C₃虛線對應的IGBT芯片剖面圖。