一种制造技术

本发明专利技术公开了一种

【技术实现步骤摘要】
一种IGBT元胞优化方法及IGBT元胞结构


[0001]本专利技术涉及的半导体功率器件
，尤其涉及一种
IGBT
元胞优化方法及
IGBT
元胞结构
。

技术介绍

[0002]IGBT
是一种常见的功率半导体器件，结合了场效应晶体管
(FET)
和双极型晶体管
(BJT)
的优点，为了降低
IGBT
的导通压降，采用方形沟槽元胞结构是常用做法，但方形沟槽元胞结构的四个拐角处电流会集中，从而使
IGBT
的关断能力下降
。
[0003]而采用条形沟槽元胞结构虽然可以不降低
IGBT
的关断能力，但如果元胞的沟槽间距保持不变，导通压降通常会增加；但采用更小的沟槽间距，
IGBT
器件的米勒电容
Cres
会增加，晶圆加工也会有翘曲的风险
。
[0004]为了克服这难关，要考虑如下技术障碍：复杂的结构优化，需要在导通压降
、
关断能力和电流均匀性之间找到最佳平衡；制造成本和可扩展性，寻找经济可行的解决方案，并确保制造过程的可扩展性；数值模拟和优化技术，进行精确的数值模拟和优化可能需要大量计算资源和高效算法；可靠性和耐久性，需要进行充分的可靠性测试和寿命评估，确保器件在长期使用中具有足够的稳定性
。
[0005]克服这些技术障碍需要全面的研究和开发工作，涉及设计
、
材料
、
制造和测试等多个方面
。

技术实现思路

[0006]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例
。
在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分
、
说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围
。
[0007]鉴于上述现有
IGBT
元胞优化方法存在的问题，提出了本专利技术
。
[0008]因此，本专利技术目的是提供一种
IGBT
元胞优化方法，其目的在于：解决现有的方形沟槽
IGBT
元胞结构关断能力下降问题
。
[0009]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：包括，其中在
IGBT
制备时在拐角处不掺杂
N
型源区使电流不流经拐角处
。
[0010]作为本专利技术所述
IGBT
元胞优化方法的一种优选方案，其中：所述
IGBT
制备方法包括，
[0011]准备
N
型硅晶园衬底并形成氧化硅层；
[0012]通过光刻和刻蚀于晶片表面形成方形沟槽；
[0013]于晶园上注入掺杂
P
型杂质，并推进形成
P
‑
型体区；
[0014]于晶园上注入掺杂
N
型杂质，并推进形成
N
型源区；在拐角处不掺杂
N
型源；
[0015]淀积
SiO
介质层；
[0016]通过光刻和刻蚀于晶园表面形成接触孔；
[0017]在晶圆上注入
P
型杂质并退火；
[0018]于晶园表面沉积金属薄膜，并光刻形成电极结构；
[0019]对晶园划片封装形成成品的
IGBT
器件
。
[0020]作为本专利技术所述
IGBT
元胞优化方法的一种优选方案，其中：所述
IGBT
制备方法具体包括，
[0021]在
N
型硅晶片生长氧化硅层；
[0022]利用光刻和刻蚀工艺，在晶片表面形成方形沟槽；
[0023]于晶片上掺杂
P
型元素，推进形成
P
‑
型体区；
[0024]在晶片上掺杂
N
型材料，推进形成
N
型源区；
[0025]在拐角处不掺杂
N
型源区，优化电极结构以提高关断能力；
[0026]淀积
SiO
介质层；
[0027]利用光刻和刻蚀工艺，在晶片表面形成接触孔；
[0028]于接触孔处注入
P
型元素并退火；
[0029]在晶园表面沉积金属薄膜，并光刻形成电极结构；
[0030]对晶园进行划片封装，形成成品的
IGBT
器件
。
[0031]作为本专利技术所述
IGBT
元胞优化方法的一种优选方案，其中：通过光刻在晶片表面定义方形沟槽的位置和形状，使用刻蚀工艺，在定义的位置刻蚀出方形沟槽，确保沟槽的形状和尺寸
。
[0032]作为本专利技术所述
IGBT
元胞优化方法的一种优选方案，其中：在方形沟槽元胞结构的拐角处，不进行
N
型源区的掺杂，使电流不流经拐角处；在晶片表面进行金属薄膜的沉积，形成电极结构
。
[0033]作为本专利技术所述
IGBT
元胞优化方法的一种优选方案，其中：所述接触孔与
N
型注入区相接触，且接触孔的深度深于
N
型注入区，深度为
0.4um
‑
1um。
[0034]本专利技术
IGBT
元胞优化方法的有益效果：通过在晶片上增加方形沟槽，可以降低导通状态下的电压降低，提高导通性能，同时在拐角处不进行
N
型源区的掺杂，减少电流集中现象，改善器件关断能力和耐压性能，提高可靠性和寿命
。
[0035]鉴于上述现有
IGBT
元胞结构存在的问题，提出了本专利技术
。
[0036]因此，本专利技术目的是提供一种
IGBT
元胞结构，其目的在于：解决现有的方形沟槽
IGBT
元胞结构关断能力下降
。
[0037]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：包括，晶片本体拐角处未注入
N
型源区
。
[0038]作为本专利技术所述
IGBT
元胞结构的一种优选方案，其中：所述晶片本体
、
设置在所述晶片本体表面的沟槽主体
、
注入在所述晶片本体表面的
N
型注入区
、
设置在所述晶片本体表面的接触孔本体，以及设置在所述晶片本体表面的金属区
。
[0039]作为本专利技术所述
IGBT
元胞结构的一种优选方案，其中：所述接触孔本体与所述
N
型注入区相接触，所述
N
型注入区的深度小于所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
IGBT
元胞优化方法，其特征在于：在
IGBT
制备时在拐角处不掺杂
N
型源区使电流不流经拐角处
。2.
根据权利要求1所述的
IGBT
元胞优化方法，其特征在于：所述
IGBT
制备方法包括，准备
N
型硅晶园衬底并形成氧化硅层；通过光刻和刻蚀于晶片表面形成方形沟槽；于晶园上注入掺杂
P
型杂质，并推进形成
P
‑
型体区；于晶园上注入掺杂
N
型杂质，并推进形成
N
型源区；在拐角处不掺杂
N
型源；淀积
SiO
介质层；通过光刻和刻蚀于晶园表面形成接触孔；在晶圆上注入
P
型杂质并退火；于晶园表面沉积金属薄膜，并光刻形成电极结构；对晶园划片封装形成成品的
IGBT
器件
。3.
根据权利要求1或2所述的
IGBT
元胞优化方法，其特征在于：所述
IGBT
制备方法具体包括，在
N
型硅晶片生长氧化硅层；利用光刻和刻蚀工艺，在晶片表面形成方形沟槽；于晶片上掺杂
P
型元素，推进形成
P
‑
型体区；在晶片上掺杂
N
型材料，推进形成
N
型源区；在拐角处不掺杂
N
型源区，优化电极结构以提高关断能力；淀积
SiO
介质层；利用光刻和刻蚀工艺，在晶片表面形成接触孔；于接触孔处注入
P
型元素并退火；在晶园表面沉积金属薄膜，并光刻形成电极结构；对晶园进行划片封装，形成成品的
IGBT
器件
。4.
根据权利要求3所述的
IGBT
元胞优化方法，其特征在于：通过光刻在晶片表面定义方形沟槽的位置和形状，使用刻蚀工艺，在定义的位置刻蚀出方形沟槽，确保沟槽的形状和尺寸
。5.
根据权利要求4所述的
IGBT
元胞优化方法，其特征在于：在方形沟槽元胞结构的拐角处，不进行
N
型源区的掺杂，使电流不流...

【专利技术属性】
技术研发人员：高东岳，周东海，叶枫叶，张大华，钱培华，
申请(专利权)人：南瑞联研半导体有限责任公司，
类型：发明
国别省市：