CN108615677B - 一种金属电极制备方法及平面栅型压接式igbt - Google Patents
一种金属电极制备方法及平面栅型压接式igbt Download PDFInfo
- Publication number
- CN108615677B CN108615677B CN201611125727.8A CN201611125727A CN108615677B CN 108615677 B CN108615677 B CN 108615677B CN 201611125727 A CN201611125727 A CN 201611125727A CN 108615677 B CN108615677 B CN 108615677B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- metal layer
- substrate
- igbt
- planar gate
- type
- 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
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 60
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 60
- 238000002788 crimping Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 25
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 claims description 13
- 238000000151 deposition Methods 0.000 abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005493 welding type Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/70—Bipolar devices
- H01L29/72—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
- H01L29/739—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals controlled by field-effect, e.g. bipolar static induction transistors [BSIT]
- H01L29/7393—Insulated gate bipolar mode transistors, i.e. IGBT; IGT; COMFET
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Die Bonding (AREA)
Abstract
本发明提供了一种金属电极制备方法及平面栅型压接式IGBT，所述制备方法包括在衬底上预设的多个压力接触区对应的第一金属层上淀积第二金属层，形成金属电极；所述平面栅型压接式IGBT采用上述方法制备。与现有技术相比，本发明提供的一种金属电极制备方法及平面栅型压接式IGBT，在压力接触区上淀积两层金属，可以消除衬底中沟道区承受的压力，进而消除压力对功率器件的影响。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种金属电极制备方法及平面栅型压接式IGBT。
背景技术
全控型电力电子器件IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，由于其具备优越的门极控制功能、较低的通态损耗以及驱动电路简单等优点，广泛应用于大功率高压设备领域。全控型电力电子器件IGBT从封装形式来分主要包括压接式IGBT和焊接式IGBT。其中，压接式IGBT相较于焊接式IGBT不需要芯片焊接，无引线键合，可减小寄生电感，同时实现双面散热，可靠性更高。同时压接式封装IGBT特点的短路失效模式易于串联应用，被广泛应用于特高压HVDC、静态无功补偿等领域。
压接式IGBT在应用过程中需要承受8-65kN的压力，这个压力将对芯片结构产生影响进而影响其电热特性，如击穿电压、阈值电压、饱和电压和热阻特性。目前主要通过在压接式IGBT的芯片正面增加金属厚度的方式，利用金属的延展性缓冲IGBT芯片承受的压力，但是IGBT芯片沟道区依旧接触压力，无法避免压力对芯片的影响。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种金属电极制备方法及平面栅型压接式IGBT。
第一方面，本发明中一种金属电极制备方法的技术方案是：
在衬底上预设的多个压力接触区对应的第一金属层上淀积第二金属层，形成金属电极。
进一步地，本发明提供的优选技术方案为：
所述衬底的正面包括多个等间隔布置的元胞区；
所述各压力接触区包括各相邻的两个所述元胞区之间的区域。
进一步地，本发明提供的优选技术方案为：所述淀积第二金属层之前包括：
向所述各相邻的两个元胞区之间的区域注入P型离子，形成P型耐压环；
在所述衬底的正面淀积第一金属层，所述第一金属层分别与所述P型耐压环和所述各元胞区的沟道区接触。
进一步地，本发明提供的优选技术方案为：
所述各压力接触区按照多边形排布，且各压力接触区为条形压力接触区或方形压力接触区。
进一步地，本发明提供的优选技术方案为：
所述第一金属层的厚度为4um；
所述第一金属层采用铝，所述第二金属层采用铝、银或者包括钛、镍和银构成的多层金属。
第二方面，本发明中一种平面栅型压接式IGBT的技术方案是：
所述平面栅型压接式IGBT包括：
衬底；
第一金属层，其设置在所述衬底的正面；
第二金属层，其设置在与所述衬底上预设的多个压力接触区对应的第一金属层上。
进一步地，本发明提供的优选技术方案为：所述平面栅型压接式IGBT还包括元胞区和P型耐压环；
所述元胞区等间隔设置在所述衬底正面；
所述P型耐压环设置在各相邻的两个所述元胞区之间的区域。
进一步地，本发明提供的优选技术方案为：
所述各压力接触区包括各P型耐压环所在的区域；
所述第一金属层分别与所述P型耐压环和所述个元胞区的沟道区接触。
与最接近的现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明提供的一种金属电极制备方法，在压力接触区上淀积两层金属，可以消除衬底中沟道区承受的压力，进而消除压力对功率器件的影响；
2、本发明提供的一种平面栅型压接式IGBT，包括第一金属层和第二金属层，且第二金属层设置在与压力接触区对应的第一金属层上，可以消除衬底中沟道区承受的压力，进而消除压力对功率器件的影响。
附图说明
图1：元胞区示意图；
图2：本发明实施例中一种平面栅型压接式IGBT结构示意图；
图3：本发明实施例中压力接触区示意图；
其中，1：第一金属层；2：第二金属层；3：压力接触区；4：P型耐压环；5：隔离氧化层；6：多晶层；7：钝化层；8：接触孔；9：第一区域；10：衬底。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面对本发明实施例提供的一种金属电极制备方法进行说明。
本实施例中可以按照下述步骤制备金属电极，具体为：在衬底上预设的多个压力接触区对应的第一金属层上淀积第二金属层，形成金属电极。其中，第一金属层的厚度可以为4um，第一金属层可以采用铝，第二金属层可以采用铝、银或者包括钛、镍和银构成的多层金属。
本实施例中在压力接触区上淀积两层金属，可以消除衬底中沟道区承受的压力，进而消除压力对功率器件的影响。
图1为元胞区示意图，其中元胞区包括多晶层，第一区域3为接触孔8与多晶层之间的区域。本实施例中衬底的正面包括多个等间隔布置的元胞区，各压力接触区3包括各相邻的两个元胞区之间的区域。
进一步地，本实施例在淀积第二金属层之前还可以包括下述步骤，具体为：
1、向各相邻的两个元胞区之间的区域注入P型离子，形成P型耐压环。
2、在衬底的正面淀积第一金属层。
其中，第一金属层分别与P型耐压环和各元胞区的沟道区接触。
本实施例中各压力接触区按照多边形排布，且各压力接触区为条形压力接触区或方形压力接触区。同时，各压力接触区还以按照其他任意形状排布，各压力接触区也可以采用任意形状的压力接触区。
本发明还挺了一种平面栅型压接式IGBT，并给出具体实施例。
图2为本发明实施例中一种平面栅型压接式IGBT结构示意图，如图所示，本实施例中平面栅型压接式IGBT包括衬底10、第一金属层1和第二金属层2。其中，
第一金属层1设置在衬底的正面，第二金属层2设置在与衬底上预设的多个压力接触区对应的第一金属层1上。本实施例中第二金属层设置在与压力接触区对应的第一金属层上，可以消除衬底中沟道区承受的压力，进而消除压力对功率器件的影响。
进一步地，本实施例中平面栅型压接式IGBT还包括元胞区和P型耐压环4。其中，元胞区等间隔设置在衬底10的正面，P型耐压环4设置在各相邻的两个元胞区之间的区域。同时，本实施例中各压力接触区3包括各P型耐压环4所在的区域，第一金属层1分别与P型耐压环4和元胞区的沟道区接触。
图3为本发明实施例中压力接触区示意图，如图所示，本实施例中平面栅型压接式IGBT包括8个条形压力接触区，同时还可以依据实际情况将压力接触区的个数设置为3～20个。其中，该条形压力接触区宽度为30～200um，长度为5～20mm。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (1)
1.一种平面栅型压接式IGBT，其特征在于，所述平面栅型压接式IGBT包括：
衬底；
第一金属层，其设置在所述衬底的正面；
第二金属层，其设置在与所述衬底上预设的多个压力接触区对应 的第一金属层上；
所述平面栅型压接式IGBT还包括元胞区和P型耐压环；
所述元胞区等间隔设置在所述衬底正面；
所述P型耐压环设置在各相邻的两个所述元胞区之间的区域；
所述各压力接触区包括各P型耐压环所在的区域；
所述第一金属层分别与所述P型耐压环和所述各元胞区的沟道区接触。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611125727.8A CN108615677B (zh) | 2016-12-09 | 2016-12-09 | 一种金属电极制备方法及平面栅型压接式igbt |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611125727.8A CN108615677B (zh) | 2016-12-09 | 2016-12-09 | 一种金属电极制备方法及平面栅型压接式igbt |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108615677A CN108615677A (zh) | 2018-10-02 |
| CN108615677B true CN108615677B (zh) | 2021-04-16 |
Family
ID=63657210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201611125727.8A Active CN108615677B (zh) | 2016-12-09 | 2016-12-09 | 一种金属电极制备方法及平面栅型压接式igbt |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108615677B (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007150342A (ja) * | 2007-01-18 | 2007-06-14 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
| CN102881589A (zh) * | 2012-09-24 | 2013-01-16 | 株洲南车时代电气股份有限公司 | 一种压接式igbt模块的制作方法及压接式igbt模块 |
| CN104810283A (zh) * | 2015-05-13 | 2015-07-29 | 国网智能电网研究院 | 一种适用于压接式封装的igbt芯片制造方法 |
| CN205177848U (zh) * | 2015-07-16 | 2016-04-20 | 张家港意发功率半导体有限公司 | 一种具有特殊耐压环的高压功率器件 |
| CN108074802A (zh) * | 2016-11-14 | 2018-05-25 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 一种金属电极制备方法及压接式igbt |
-
2016
- 2016-12-09 CN CN201611125727.8A patent/CN108615677B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007150342A (ja) * | 2007-01-18 | 2007-06-14 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
| CN102881589A (zh) * | 2012-09-24 | 2013-01-16 | 株洲南车时代电气股份有限公司 | 一种压接式igbt模块的制作方法及压接式igbt模块 |
| CN104810283A (zh) * | 2015-05-13 | 2015-07-29 | 国网智能电网研究院 | 一种适用于压接式封装的igbt芯片制造方法 |
| CN205177848U (zh) * | 2015-07-16 | 2016-04-20 | 张家港意发功率半导体有限公司 | 一种具有特殊耐压环的高压功率器件 |
| CN108074802A (zh) * | 2016-11-14 | 2018-05-25 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 一种金属电极制备方法及压接式igbt |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108615677A (zh) | 2018-10-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107004644B (zh) | 绝缘电路基板、功率模块以及功率单元 | |
| CN107949916A (zh) | 半导体元件 | |
| CN104966704A (zh) | 一种低热阻的压接式功率器件封装 | |
| CN104241155B (zh) | 半导体装置的检查方法 | |
| EP2822032B1 (en) | Method of manufacturing a semiconductor device | |
| CN108074802B (zh) | 一种金属电极制备方法及压接式igbt | |
| US20190126374A1 (en) | Power semiconductor module | |
| US8350319B2 (en) | Semiconductor device | |
| CN104425393A (zh) | 半导体器件 | |
| CN108615677B (zh) | 一种金属电极制备方法及平面栅型压接式igbt | |
| US9741496B2 (en) | Stacked-type solid electrolytic capacitor package structure and method of manufacturing the same | |
| CN203589028U (zh) | 用于电池组保护mosfet的公共漏极电源夹件 | |
| US20150194262A1 (en) | Solid electrolytic capacitor package structure and method of manufacturing the same, and conductive unit | |
| CN105280713A (zh) | 具有场电极和场电介质的半导体器件 | |
| CN102386231B (zh) | 半导体装置 | |
| CN211929493U (zh) | 晶闸管 | |
| CN107256857B (zh) | 一种栅金属汇流条芯片结构设计及其制作方法 | |
| US20160343512A1 (en) | Matrix arrangement stacked-type solid electrolytic capacitor package structure and method of manufacturing the same | |
| JP2019067976A (ja) | 半導体装置 | |
| CN203617266U (zh) | 一种功率半导体模块 | |
| US20140307365A1 (en) | Solid electrolytic capacitor package structure for decreasing equivalent series resistance and method of manufacturing the same | |
| CN102456741B (zh) | 半导体器件 | |
| KR102394542B1 (ko) | 반도체 패키지 및 그 제조 방법 | |
| US7880281B2 (en) | Switching assembly for an aircraft ignition system | |
| WO2014179122A1 (en) | Voidlessly encapsulated semiconductor die package |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |