專利名稱：一種保護(hù)柵源電極與柵漏電極的igbt功率器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及微電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種保護(hù)柵源電極與柵漏電極的 IGBT功率器件。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的功率器件IGBT是一種柵極電壓控制，二種載流子參入導(dǎo)電的器件，他具有驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單，電流能力大，易于集成等優(yōu)點(diǎn)。因IGBT的柵電極的面積占據(jù)其總面積的一半以上，其柵區(qū)很容易損壞。同時(shí)柵漏之間在工作電壓沖擊下也容易損壞，為了保護(hù)IGBT 的柵源之間的電極及柵漏之間的電極，傳統(tǒng)的半導(dǎo)體器件IGBT的柵源電極之間及柵漏之間的保護(hù)是利用在柵多晶硅制造過(guò)程中摻雜，形成串聯(lián)的PN多晶硅二極管，從而達(dá)到柵源電極之間及柵漏之間的保護(hù)作用。由于多晶硅形成的二極管擊穿電壓不易控制，保護(hù)柵源電極之間及柵漏之間的精度不夠，就很容易造成柵區(qū)損壞。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型目的是提供一種保護(hù)柵源電極與柵漏電極的IGBT功率器件。以解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的精度較低，柵區(qū)易損壞，工藝控制較差等技術(shù)問(wèn)題。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是該保護(hù)柵源電極與柵漏電極的IGBT功率器件，包括IGBT主芯片、P+襯底層、硅片、柵氧化層、多晶硅層、二氧化硅層、PNP三極管P區(qū)、PN 二極管區(qū)，所述P+襯底層設(shè)置在硅片下方，該硅片熱氧化作為柵氧化層，淀積多晶硅并光刻多晶硅區(qū)形成柵極導(dǎo)電層；所述多晶硅上淀積有二氧化硅作為該多晶硅上保護(hù)層，光刻淀積的二氧化硅，并利用膠保護(hù)柵極上的二氧化硅，同時(shí)將源極上的淀積二氧化硅腐蝕掉(即將源極的導(dǎo)電窗口打開(kāi))，IGBT主芯片外面邊緣還設(shè)有PNP三極管 P區(qū)和PN 二極管P區(qū)，該P(yáng)NP三極管P區(qū)、PN 二極管P區(qū)是利用IGBT主芯片中的P+注入形成。作為優(yōu)選，所述N+是利用IGBT主芯片的N+源區(qū)注入形成。作為優(yōu)選，所述PNP三極管P區(qū)內(nèi)三極管的擊穿電壓低于IGBT主芯片的源漏擊穿電壓；所述PN 二極管P區(qū)內(nèi)二極管的擊穿電壓低于柵源之間的擊穿電壓，同時(shí)高于10倍域值電壓。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，成本低和產(chǎn)品易保證的諸多優(yōu)點(diǎn)，在IGBT 主芯片邊緣，利用IGBT源區(qū)P+形成PNP三極管，使PNP三極管的擊穿電壓低于IGBT主芯片的源漏擊穿電壓，同時(shí)利用P+形成PN二極管，使二極管的擊穿電壓低于柵源之間的擊穿電壓，同時(shí)高于10倍域值電壓，不影響正常工作，利用封裝時(shí)打線將柵和源之間串入PN 二極管保護(hù)柵源之間電極。具有很強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。

圖1是本實(shí)用新型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體說(shuō)明。圖1是本實(shí)用新型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。由圖1可知，該保護(hù)柵源電極與柵漏電極的IGBT功率器件主要由IGBT主芯片1、P+襯底層4、硅片3、柵氧化層10、多晶硅層8、二氧化硅層7、PNP三極管P區(qū)2、PN 二極管區(qū)12等組成，所述P+襯底層4設(shè)置在硅片3下方，其中硅片3熱氧化作為柵氧化層10，淀積多晶硅8并光刻多晶硅區(qū)形成柵極導(dǎo)電層6 ； 所述淀積的二氧化硅7作為多晶硅8上保護(hù)層，光刻淀積的二氧化硅7，并利用膠保護(hù)柵極上的二氧化硅7，同時(shí)將源極上的淀積二氧化硅7腐蝕掉即將源極9的導(dǎo)電窗口打開(kāi)。將IGBT主芯片1外面場(chǎng)氧化并光刻P+窗口 5，利用IGBT形成過(guò)程中的硼注入，注入P+形成PNP三極管的P區(qū)2及PN 二極管的P區(qū)12。開(kāi)出N+窗口，利用IGBT形成過(guò)程中的磷注入，注入N+形成PN 二極管120中的N+區(qū)11。設(shè)計(jì)PNP三極管P區(qū)2使PNP三極管21的擊穿電壓低于IGBT主芯片1的源漏擊穿電壓，利用封裝時(shí)打線將柵和PNP三級(jí)管2連接，從而保護(hù)柵漏之間電極。設(shè)計(jì)二極管P區(qū)12使PN 二極管120的擊穿電壓低于柵源之間的擊穿電壓，同時(shí)高于10倍域值電壓，不影響正常工作，并利用封裝時(shí)打線將柵和源之間串入PN 二極管120保護(hù)柵源之間電極。
權(quán)利要求1.一種保護(hù)柵源電極與柵漏電極的IGBT功率器件，包括IGBT主芯片、P+襯底層、硅片、柵氧化層、多晶硅層、二氧化硅層、PNP三極管P區(qū)、PN 二極管區(qū)；其特征是，所述P+襯底層設(shè)置在硅片下方，該硅片熱氧化作為柵氧化層，淀積多晶硅并光刻多晶硅區(qū)形成柵極導(dǎo)電層；所述多晶硅上淀積有二氧化硅作為該多晶硅上保護(hù)層，光刻淀積的二氧化硅，利用膠保護(hù)柵極上的二氧化硅，同時(shí)將源極上的淀積二氧化硅腐蝕掉(即將源極的導(dǎo)電窗口打開(kāi))，IGBT主芯片外面邊緣還設(shè)有PNP三極管P區(qū)和PN 二極管P區(qū)，其中PNP三極管P區(qū)、 PN 二極管P區(qū)是利用IGBT主芯片中的P+注入形成。
2.根據(jù)權(quán)力要求1所述的一種保護(hù)柵源電極與柵漏電極的IGBT功率器件，其特征是所述N+是利用IGBT主芯片的N+源區(qū)注入形成。
3.根據(jù)權(quán)力要求1所述的一種保護(hù)柵源電極與柵漏電極的IGBT功率器件，其特征是所述PNP三極管P區(qū)內(nèi)三極管的擊穿電壓低于IGBT主芯片的源漏擊穿電壓；所述PN 二極管 P區(qū)內(nèi)二極管的擊穿電壓低于柵源之間的擊穿電壓，同時(shí)高于10倍域值電壓。
專利摘要一種保護(hù)柵源電極與柵漏電極的IGBT功率器件包括IGBT主芯片、P+襯底層、硅片、柵氧化層、多晶硅層、二氧化硅層、PNP三極管P區(qū)、PN二極管區(qū)，所述P+襯底層設(shè)置在硅片下方，該硅片熱氧化作為柵氧化層，淀積多晶硅并光刻多晶硅區(qū)形成柵極導(dǎo)電層；所述多晶硅上淀積有二氧化硅作為該多晶硅上保護(hù)層，光刻淀積的二氧化硅，同時(shí)將源極上的淀積二氧化硅腐蝕掉。IGBT主芯片外面邊緣還設(shè)有PNP三極管P區(qū)和PN二極管P區(qū)，該P(yáng)NP三極管P區(qū)、PN二極管P區(qū)是利用IGBT主芯片中的P+注入形成。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，成本低和產(chǎn)品易保證的諸多優(yōu)點(diǎn)，具有很強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。
文檔編號(hào)H01L29/739GK202153518SQ20112028401
公開(kāi)日2012年2月29日 申請(qǐng)日期2011年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月6日
發(fā)明者王新 申請(qǐng)人:深圳市穩(wěn)先微電子有限公司