[实用新型]3300伏平面非穿通型绝缘栅极晶体管芯片有效
申请号: | 201120255381.X | 申请日: | 2011-07-19 |
公开(公告)号: | CN202217666U | 公开(公告)日: | 2012-05-09 |
发明(设计)人: | 刘闯;饶祖刚 | 申请(专利权)人: | 天津中环半导体股份有限公司 |
主分类号: | H01L29/739 | 分类号: | H01L29/739;H01L29/06 |
代理公司: | 天津中环专利商标代理有限公司 12105 | 代理人: | 莫琪 |
地址: | 300384 天津市滨海新区新*** | 国省代码: | 天津;12 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 3300 平面 非穿通型 绝缘 栅极 晶体管 芯片 | ||
技术领域
本实用新型涉及半导体器件技术领域,特别涉及一种采用逐级分布式结终端扩展技术的3300伏平面非穿通型绝缘栅极晶体管(IGBT)芯片。
背景技术
绝缘栅极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,简称IGBT)是在双极型晶体管和绝缘栅型场效应晶体管(简称“MOSFET”)基础上发展起来的一种新型复合功率器件。既有功率MOSFET 输入阻抗高,控制功率小,易于驱动,控制简单、开关频率高的优点,又有双极晶体管的导通电压低,通态电流大,损耗小的显著优点。在提倡节能减排、低碳经济的时代,具备节能效率高,便于规模化生产,较易实现节能智慧化等优点的IGBT已成为功率半导体市场发展的主流器件。
IGBT器件按照栅极的位置分为平面式(planar)和沟槽式(Trench);按照背面电场分布特点分为穿通型(Puch-Through,PT),非穿通型(Non-Punch-Through,NPT),场截止型(Field-Stop,FS)和软穿通型(Soft-Punch-Through,SPT,也称为轻穿通型light-punch-through,LPT);还有为改善反向特性出现的注入增强型(IEGT)和槽式载流子贮存型(CSTBT)。本实用新型涉及的是一种平面非穿通型绝缘栅极晶体管(planar NPT IGBT)的制造工艺。
IGBT器件在上世纪80年代被GE公司和MOTOROLA公司首次提出以来,其设计和生产一直由西方国家垄断着,国内半导体行业发展相对滞后。在IGBT芯片生产制造方面,国内尚没有厂家提出3300V及以上高压IGBT器件的生产案例。
发明内容
本实用新型的目的就是为克服现有技术的不足,针对上述问题,提供一种采用逐级分布式结终端扩展技术制造绝缘栅极晶体管的工艺方法,本实用新型的方法填补国内空白的,同时又能与平面VDMOS制造工艺兼容的3300V NPT IGBT的制造工艺,并且具有一定的成本优势。
为实现上述目的,本实用新型采取以下技术方案: 一种3300伏平面非穿通型绝缘栅极晶体管芯片,其特征在于,采用中子辐照掺杂的区溶单晶抛光片;其掺杂浓度在2E13cm-3和2.3E13cm-3之间;其少子寿命分布在100微秒到1毫秒之间。
所述3300伏平面非穿通型绝缘栅极晶体管芯片,采用逐级分布式的结终端扩展工艺加工,其结深在6微米和7微米之间;浓度分布在E14 cm-3和E17cm-3之间;扩散前,结终端注入区和间距的和在34微米和40微米之间;其间距由元胞区向外逐级增大1微米到2微米之间。
本实用新型由于采取以上技术方案具有以下优点:采用中子嬗变掺杂的区融单晶衬底,使少子寿命控制在100微秒到1毫秒之间,保证芯片截止状态的耐压能力和导通状态的正向压降;采用逐级分布式结终端扩展技术,在保证耐压的前提下,有效降低芯片面积,简化制造工艺;采用与平面VDMOS兼容的制作工艺,有利于制造。
附图说明
图1是逐级分布式结终端扩展技术中涉及的结终端注入区的分布示意图;
图2是在采用中子辐照掺杂的N型区溶抛光片上制作逐级分布式结终端的示意图;
图3是在已经形成的结终端上覆盖场氧化层的示意图;
图4是形成栅极氧化层和栅极多晶图形的示意图;
图5是在元胞区注入并扩散P基区和N+发射区的示意图;
图6是形成层间隔离(包含等离子增强的原硅酸四乙酯TEOS和硼磷硅玻璃层)的示意图;
图7是形成正面金属(包含栅极金属和发射极金属)的示意图;
图8是形成正面钝化层(等离子增强的化学气象淀积形成的氧化硅或掺磷氧化硅层和氮化硅层)的示意图;
图9是形成背面集电极和集电极接触金属层的示意图。
具体实施方式
为了更清楚的理解本实用新型,结合附图和实施例详细描述本实用新型:
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