專利名稱：一種小體積高耐壓igbt的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種小體積高耐壓IGBT，屬于半導(dǎo)體器件制造技術(shù)領(lǐng)域。具體是一種絕緣柵雙極型晶體管(以下簡(jiǎn)稱IGBT)。
背景技術(shù)：
在絕緣柵雙極型晶體管(以下簡(jiǎn)稱IGBT)中，電流流動(dòng)的期望方向是垂直通過(guò) IGBT，然而如果超過(guò)了擊穿電壓(BVds)，則在加襯著器件溝槽拐角的氧化物可能會(huì)被擊穿， 并且在IGBT中出現(xiàn)不期望的電流流動(dòng)，而電場(chǎng)強(qiáng)度在主擴(kuò)散結(jié)彎曲弧度部位最大，這使得 IGBT的耐壓性能大打折扣。傳統(tǒng)N通道高壓IGBT管的高壓終止區(qū)(Termination)架構(gòu)一般采用多個(gè)降壓環(huán)的設(shè)計(jì)如圖1所示，利用一個(gè)或多個(gè)P-擴(kuò)散結(jié)來(lái)降低P-主擴(kuò)散結(jié)變曲孤度“2”處的電場(chǎng)強(qiáng)度，因而增加“2”彎曲度的耐壓能力而達(dá)成的IGBT的集電極與發(fā)射極的高耐壓功能，視乎IGBT的集電極與發(fā)射極的耐壓應(yīng)用需求，P-降壓環(huán)數(shù)從2個(gè)或2個(gè)以上到7個(gè)至10個(gè)， 其所占的范圍空間由約200微米到500微米至1000微米或以上，由于此降壓環(huán)所形成的終止區(qū)域是圍繞在IGBT芯片的外周，占去很大的芯片面積比例，因而降低了芯片的面積使用效率，造成晶圓片的浪費(fèi)及成本的增加。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠省去現(xiàn)有技術(shù)的高壓終止區(qū)架構(gòu)和多個(gè)P-降壓環(huán)，可減小IGBT的體積30% -60% ；取消IGBT主擴(kuò)散結(jié)彎曲弧度部位，降低其電場(chǎng)強(qiáng)度，提高耐壓性能的一種小體積高耐壓IGBT。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該一種小體積高耐壓IGBT，包括半導(dǎo)體基板上的有源區(qū)和邊緣區(qū)，有源區(qū)位于半導(dǎo)體基板的中心區(qū)，邊緣區(qū)環(huán)繞在有源區(qū)的四周上方，邊緣區(qū)的下方主擴(kuò)散結(jié)的上方覆蓋有SiO2層，其特征在于有源區(qū)和邊緣區(qū)的主擴(kuò)散結(jié)為貫穿半導(dǎo)體基板的中心區(qū)的PN結(jié)平面層，5102層外圍及邊緣區(qū)側(cè)面覆蓋有鈍化層。所述的主擴(kuò)散結(jié)厚度為1-10微米。所述的IGBT為N通道或P通道。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所具有的有益效果是1、去掉傳統(tǒng)架構(gòu)的終止區(qū)域和多個(gè)P-降壓環(huán)，使IGBT芯片的面積大大縮小，從而提高其面積的有效使用比例。使用本實(shí)用新型技術(shù)的晶粒，可以把體積縮小30%-60%，大幅度降低成本。2、取消現(xiàn)有技術(shù)IGBT主擴(kuò)散結(jié)彎曲弧度部位，降低其電場(chǎng)強(qiáng)度，提高耐壓性能。 主擴(kuò)散結(jié)為一水平面的PN結(jié)，其耐壓功能比傳統(tǒng)的架構(gòu)大大提高，同等的耐壓功能要求， 本實(shí)用新型的N-Si摻雜濃度可以比傳統(tǒng)架構(gòu)的N-Si摻雜加濃，由此則集電極到發(fā)射極的內(nèi)阻也會(huì)大大降低，因而消耗會(huì)大幅度減少，其所處理的電源轉(zhuǎn)換效率則會(huì)相應(yīng)的提升。[0011]3、IGBT的切割面經(jīng)過(guò)鈍化制程處理，集電極到發(fā)射極的漏電流也會(huì)降至最低。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)降壓環(huán)的N通道IGBT結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是現(xiàn)有技術(shù)降壓環(huán)的N通道IGBT效果晶粒。圖3是本實(shí)用新型N通道IGBT結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實(shí)用新型N通道IGBT鈍化層示意圖。圖5是本實(shí)用新型N通道IGBT效果晶粒。其中1、主擴(kuò)散結(jié)2、主擴(kuò)散結(jié)的彎曲弧度部位3、P-擴(kuò)散降壓環(huán)4、劃片槽5、 N+區(qū)6、SiO2層7、N-Si層8、集電極P+Si層9、鈍化層10、P-區(qū)101、有源區(qū)102、邊緣區(qū)。圖3 5是本實(shí)用新型一種小體積高耐壓IGBT的最佳實(shí)施例，
以下結(jié)合附圖1_5 對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1參照附圖3 5:如圖3所示為本實(shí)用新型的N通道IGBT結(jié)構(gòu)示意圖，該小體積高耐壓IGBT包括有源區(qū)101和邊緣區(qū)102，邊緣區(qū)的P-區(qū)10和N-Si層7之間的是主擴(kuò)散結(jié)1，其向外延伸與相鄰的IGBT的主擴(kuò)散結(jié)相連，形成一條水平分布的一體主擴(kuò)散結(jié)，貫穿整個(gè)晶粒；有源區(qū)101位于半導(dǎo)體基板的中心區(qū)，邊緣區(qū)102環(huán)繞在有源區(qū)101的四周上方，邊緣區(qū)102的下方主擴(kuò)散結(jié)1的上方覆蓋有SW2層6，有源區(qū)101和邊緣區(qū)102的主擴(kuò)散結(jié)1為貫穿半導(dǎo)體基板中心區(qū)的PN結(jié)平面層，所述的主擴(kuò)散結(jié)1厚度為1-10微米。圖4所示為本實(shí)用新型的N通道IGBT鈍化層示意圖，S^2層6外圍及邊緣區(qū)102 側(cè)面覆蓋有鈍化層9。采用本結(jié)構(gòu)的IGBT從劃片槽切割分離后，在切割面要做鈍化制程處理，形成鈍化層9，與現(xiàn)有技術(shù)圖1結(jié)構(gòu)相比，主擴(kuò)散結(jié)的彎曲弧度部位2已不存在，P-擴(kuò)散降壓環(huán)3已不存在，SiO2層6跨度減小，邊緣區(qū)102部分跨度也減小。圖5所示為本實(shí)用新型N通道IGBT效果晶粒，與現(xiàn)有技術(shù)圖2相比，P-擴(kuò)散降壓環(huán)3消失，相應(yīng)的劃片槽4內(nèi)移，集電極P+Si層8和N-Si層7也內(nèi)移，晶粒體積也縮小。工作原理與工作過(guò)程如下本實(shí)用新型的主擴(kuò)散結(jié)1為一水平面的PN結(jié)，集電極、發(fā)射極加電壓后，電場(chǎng)會(huì)均勻分布在集電極、發(fā)射極之間。IGBT的切割面經(jīng)過(guò)鈍化制程處理，集電極到發(fā)射極的漏電流也會(huì)降至最低。保持原IGBT電晶體的工作原理及電性功能。實(shí)施例2采用P通道的IGBTJf P區(qū)與N區(qū)互換，其他結(jié)構(gòu)與原理同實(shí)施例1。以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非是對(duì)本實(shí)用新型作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實(shí)施例。但是凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與改型，仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種小體積高耐壓IGBT，包括半導(dǎo)體基板上的有源區(qū)(101)和邊緣區(qū)(102)，有源區(qū)(101)位于半導(dǎo)體基板的中心區(qū)，邊緣區(qū)(102)環(huán)繞在有源區(qū)(101)的四周上方，邊緣區(qū) (102)的下方主擴(kuò)散結(jié)(1)的上方覆蓋有SiO2層(6)，其特征在于有源區(qū)(101)和邊緣區(qū) (102)的主擴(kuò)散結(jié)(1)為貫穿半導(dǎo)體基板中心區(qū)的PN結(jié)平面層，SiO2層(6)外圍及邊緣區(qū) (102)側(cè)面覆蓋有鈍化層(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小體積高耐壓IGBT，其特征在于所述的主擴(kuò)散結(jié)(1) 厚度為1-10微米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小體積高耐壓IGBT，其特征在于所述的IGBT為N通道或P通道。
專利摘要一種小體積高耐壓IGBT，屬于半導(dǎo)體器件制造技術(shù)領(lǐng)域。包括半導(dǎo)體基板上的有源區(qū)(101)和邊緣區(qū)(102)，有源區(qū)(101)位于半導(dǎo)體基板的中心區(qū)，邊緣區(qū)(102)環(huán)繞在有源區(qū)(101)的四周上方，邊緣區(qū)(102)的下方主擴(kuò)散結(jié)(1)的上方覆蓋有SiO2層(6)，其特征在于有源區(qū)(101)和邊緣區(qū)(102)的主擴(kuò)散結(jié)(1)為貫穿半導(dǎo)體基板中心區(qū)的PN結(jié)平面層，SiO2層(6)外圍及邊緣區(qū)(102)側(cè)面覆蓋有鈍化層(9)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，省去高壓終止區(qū)架構(gòu)和多個(gè)P-降壓環(huán)，可減小IGBT的體積30％-60％；取消IGBT主擴(kuò)散結(jié)的彎曲弧度部位，可降低電場(chǎng)強(qiáng)度，提高耐壓性能等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01L29/739GK202159669SQ201120291890
公開日2012年3月7日 申請(qǐng)日期2011年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月12日
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