CN102263128B - 一种igbt - Google Patents

一种igbt Download PDF

Info

Publication number
CN102263128B
CN102263128B CN201110230521.2A CN201110230521A CN102263128B CN 102263128 B CN102263128 B CN 102263128B CN 201110230521 A CN201110230521 A CN 201110230521A CN 102263128 B CN102263128 B CN 102263128B
Authority
CN
China
Prior art keywords
igbt
high voltage
insulated gate
area
gate bipolar
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201110230521.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102263128A (zh
Inventor
关仕汉
吕新立
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zibo Micro Commerical Components Corp
Original Assignee
Zibo Micro Commerical Components Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zibo Micro Commerical Components Corp filed Critical Zibo Micro Commerical Components Corp
Priority to CN201110230521.2A priority Critical patent/CN102263128B/zh
Publication of CN102263128A publication Critical patent/CN102263128A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102263128B publication Critical patent/CN102263128B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

一种IGBT，属于半导体器件制造技术领域。包括半导体基板上的有源区（101）和边缘区（102），有源区（101）位于半导体基板的中心区，边缘区（102）环绕在有源区（101）的四周上方，边缘区（102）的下方主扩散结（1）的上方覆盖有SiO2层（6），其特征在于：有源区（101）和边缘区（102）的主扩散结（1）为贯穿半导体基板中心区的PN结平面层，SiO2层（6）外围及边缘区（102）侧面覆盖有钝化层（9）。与现有技术相比，省去高压终止区架构和多个P-降压环，可减小IGBT的体积30%-60%；取消IGBT主扩散结的弯曲弧度部位，可降低电场强度，提高耐压性能等优点。

Description

一种IGBT
技术领域
一种IGBT，属于半导体器件制造技术领域。具体是一种绝缘栅双极型晶体管（以下简称IGBT）。
背景技术
在绝缘栅双极型晶体管（以下简称IGBT）中，电流流动的期望方向是垂直通过IGBT，然而如果超过了击穿电压（BVds），则在加衬着器件沟槽拐角的氧化物可能会被击穿，并且在IGBT中出现不期望的电流流动，而电场强度在主扩散结弯曲弧度部位最大，这使得IGBT的耐压性能大打折扣。
传统N通道高压IGBT管的高压终止区（Termination）架构一般采用多个降压环的设计如图1所示，利用一个或多个P-扩散结来降低P-主扩散结变曲孤度“2”处的电场强度，因而增加“2”弯曲度的耐压能力而达成的IGBT的集电极与发射极的高耐压功能，视乎IGBT的集电极与发射极的耐压应用需求，P-降压环数从2个或2个以上到7个至10个，其所占的范围空间由约200微米到500微米至1000微米或以上，由于此降压环所形成的终止区域是围绕在IGBT芯片的外周，占去很大的芯片面积比例，因而降低了芯片的面积使用效率，造成晶圆片的浪费及成本的增加。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种能够省去现有技术的高压终止区架构和多个P-降压环，可减小IGBT的体积30%-60%；取消IGBT主扩散结弯曲弧度部位，降低其电场强度，提高耐压性能的一种IGBT。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该一种IGBT，包括有源区和边缘区，边缘区的P-区和N-Si层之间的是主扩散结，其向外延伸与相邻的IGBT的主扩散结相连，形成一条水平分布的一体主扩散结，贯穿整个晶粒；有源区位于半导体基板的中心区，边缘区环绕在有源区的四周上方，边缘区的下方主扩散结的上方覆盖有SiO2层，有源区和边缘区的主扩散结为贯穿半导体基板中心区的PN结平面层，所述的主扩散结厚度为1-10微米；
SiO2层外围及边缘区侧面覆盖有钝化层，采用本结构的IGBT从划片槽切割分离后，在切割面要做钝化制程处理，形成钝化层。
所述的IGBT为N通道或P通道。
与现有技术相比，本发明一种IGBT所具有的有益效果是：
1、去掉传统架构的终止区域和多个P-降压环，使IGBT芯片的面积大大缩小，从而提高其面积的有效使用比例。使用本发明技术的晶粒，可以把体积缩小30%-60%，大幅度降低成本。
2、取消现有技术IGBT主扩散结弯曲弧度部位，降低其电场强度，提高耐压性能。主扩散结为一水平面的PN结，其耐压功能比传统的架构大大提高，同等的耐压功能要求，本发明的N-Si掺杂浓度可以比传统架构的N-Si掺杂加浓，由此则集电极到发射极的内阻也会大大降低，因而消耗会大幅度减少，其所处理的电源转换效率则会相应的提升。
3、IGBT的切割面经过钝化制程处理，集电极到发射极的漏电流也会降至最低。
附图说明
图1是现有技术降压环的N通道IGBT结构示意图。
图2是现有技术降压环的N通道IGBT效果晶粒。
图3是本发明N通道IGBT结构示意图。
图4是本发明N通道IGBT钝化层示意图。
图5是本发明N通道IGBT效果晶粒。
其中：1、主扩散结2、主扩散结的弯曲弧度部位3、P-扩散降压环4、划片槽5、N+区6、SiO2层7、N-Si层8、集电极P+Si层9、钝化层10、P-区101、有源区102、边缘区。
图3～5是本发明一种IGBT的最佳实施例，下面结合附图1-5对本发明做进一步说明：
具体实施方式
实施例1
参照附图3～5：
如图3所示为本发明的N通道IGBT结构示意图，该IGBT包括有源区101和边缘区102，边缘区的P-区10和N-Si层7之间的是主扩散结1，其向外延伸与相邻的IGBT的主扩散结相连，形成一条水平分布的一体主扩散结，贯穿整个晶粒；有源区101位于半导体基板的中心区，边缘区102环绕在有源区101的四周上方，边缘区102的下方主扩散结1的上方覆盖有SiO2层6，有源区101和边缘区102的主扩散结1为贯穿半导体基板中心区的PN结平面层，所述的主扩散结1厚度为1-10微米。
图4所示为本发明的的N通道IGBT钝化层示意图，SiO2层6外围及边缘区102侧面覆盖有钝化层9。采用本结构的IGBT从划片槽切割分离后，在切割面要做钝化制程处理，形成钝化层9，与现有技术图1结构相比，主扩散结的弯曲弧度部位2已不存在，P-扩散降压环3已不存在，SiO2层6跨度减小，边缘区102部分跨度也减小。
图5所示为本发明N通道IGBT效果晶粒，与现有技术图2相比，P-扩散降压环3消失，相应的划片槽4内移，集电极P+Si层8和N-Si层7也内移，晶粒体积也缩小。
工作原理与工作过程如下：
本发明的主扩散结1为一水平面的PN结，集电极、发射极加电压后，电场会均匀分布在集电极、发射极之间。IGBT的切割面经过钝化制程处理，集电极到发射极的漏电流也会降至最低。保持原IGBT电晶体的工作原理及电性功能。
实施例2
采用P通道的IGBT，将P区与N区互换，其他结构与原理同实施例1。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (2)

1.一种IGBT，包括有源区（101）和边缘区（102），边缘区的P-区（10）和N-Si层（7）之间的是主扩散结（1），其向外延伸与相邻的IGBT的主扩散结相连，形成一条水平分布的一体主扩散结，贯穿整个晶粒；有源区（101）位于半导体基板的中心区，边缘区（102）环绕在有源区（101）的四周上方，边缘区（102）的下方主扩散结（1）的上方覆盖有SiO2层（6），有源区（101）和边缘区（102）的主扩散结（1）为贯穿半导体基板中心区的PN结平面层，所述的主扩散结（1）厚度为1-10微米；
SiO2层（6）外围及边缘区（102）侧面覆盖有钝化层（9），采用本结构的IGBT从划片槽（4）切割分离后，在切割面要做钝化制程处理，形成钝化层（9）。
2.根据权利要求1所述的一种IGBT，其特征在于：所述的IGBT为N通道或P通道。
CN201110230521.2A 2011-08-12 2011-08-12 一种igbt Active CN102263128B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110230521.2A CN102263128B (zh) 2011-08-12 2011-08-12 一种igbt

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110230521.2A CN102263128B (zh) 2011-08-12 2011-08-12 一种igbt

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102263128A CN102263128A (zh) 2011-11-30
CN102263128B true CN102263128B (zh) 2014-04-09

Family

ID=45009691

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110230521.2A Active CN102263128B (zh) 2011-08-12 2011-08-12 一种igbt

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102263128B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003197921A (ja) * 2001-12-26 2003-07-11 Kansai Electric Power Co Inc:The 高耐電圧半導体装置
JP2009176772A (ja) * 2008-01-21 2009-08-06 Denso Corp 半導体装置
CN101677099A (zh) * 2004-01-29 2010-03-24 三菱电机株式会社 半导体器件
SE533962C2 (sv) * 2008-06-10 2011-03-15 Denso Corp Halvledaranordning av kiselkarbid och förfarande för framställning av sådan
JP2011082220A (ja) * 2009-10-02 2011-04-21 Toyota Motor Corp 半導体装置
CN202159669U (zh) * 2011-08-12 2012-03-07 淄博美林电子有限公司 一种小体积高耐压igbt

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7288825B2 (en) * 2002-12-18 2007-10-30 Noble Peak Vision Corp. Low-noise semiconductor photodetectors
US8120074B2 (en) * 2009-10-29 2012-02-21 Infineon Technologies Austria Ag Bipolar semiconductor device and manufacturing method

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003197921A (ja) * 2001-12-26 2003-07-11 Kansai Electric Power Co Inc:The 高耐電圧半導体装置
CN101677099A (zh) * 2004-01-29 2010-03-24 三菱电机株式会社 半导体器件
JP2009176772A (ja) * 2008-01-21 2009-08-06 Denso Corp 半導体装置
SE533962C2 (sv) * 2008-06-10 2011-03-15 Denso Corp Halvledaranordning av kiselkarbid och förfarande för framställning av sådan
JP2011082220A (ja) * 2009-10-02 2011-04-21 Toyota Motor Corp 半導体装置
CN202159669U (zh) * 2011-08-12 2012-03-07 淄博美林电子有限公司 一种小体积高耐压igbt

Also Published As

Publication number Publication date
CN102263128A (zh) 2011-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102214689B (zh) 超级结器件的终端保护结构及其制造方法
CN202205747U (zh) 半导体器件
CN104167442B (zh) 一种具有P型GaN岛的垂直氮化镓基异质结场效应晶体管
CN101969068A (zh) 一种高压功率半导体器件的边缘终端结构
US20220406929A1 (en) Silicon carbide mosfet device and cell structure thereof
CN103258847A (zh) 一种双面场截止带埋层的rb-igbt器件
CN102683402A (zh) 一种平面栅电荷存储型igbt
CN101969069A (zh) 一种高压功率半导体器件的边缘终端结构
CN103872137A (zh) 增强型、耗尽型和电流感应集成vdmos功率器件
CN103050523B (zh) 绝缘栅双极型晶体管及其制造方法
CN103855200A (zh) 一种半导体器件及其制作方法
CN105047706B (zh) 一种低通态损耗igbt及其制造方法
CN202159669U (zh) 一种小体积高耐压igbt
CN102263128B (zh) 一种igbt
CN202205756U (zh) 一种小体积高耐压mosfet
CN103681809B (zh) 具有复合结构的横向双极型晶体管
CN106847808A (zh) 一种改善超结mosfet uis能力的版图结构
CN102280485B (zh) 一种小体积高耐压mosfet
CN103022114B (zh) 一种基于截止环的高压大功率igbt芯片及其设计方法
CN207250522U (zh) 一种逆向阻断型igbt
CN202196782U (zh) 半导体器件
CN203707138U (zh) Mosfet功率器件的终端结构
CN202111097U (zh) 一种场限环结构
CN215933614U (zh) 沟槽内埋金属丝的igbt器件
CN209607740U (zh) 一种绝缘栅双极晶体管

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant