[发明专利]一种具有终端保护结构的IGBT芯片及其制造方法

权利要求书

1.一种具有终端保护结构的IGBT芯片，所述IGBT芯片包括终端保护结构，其特征在于，所述终端保护结构包括P型连续场限环结构和多级场板结构；将所述P型连续场限环结构与多级场板结构通过接触孔电极互连结构和金属电极互连结构进行等电位连接；

所述P型连续场限环用于降低IGBT芯片电场，所述多级场板结构中的氧化层用于IGBT芯片的耐压。

2.如权利要求1所述的具有终端保护结构的IGBT芯片，其特征在于，所述IGBT芯片包括均匀掺杂的N型单晶硅片衬底、场氧化膜、栅氧化膜、多晶硅结构、有源区P阱掺杂结构、有源区N区掺杂结构、有源区P型增强注入结构、接触孔电极互连结构、金属电极互连结构、钝化保护结构、P型掺杂区域背面结构和背面金属结构；

所述有源区P阱掺杂结构分别与P型连续场限环结构和有源区P型增强注入结构连接；所述有源区P型增强注入结构与金属电极互连结构连接形成IGBT的发射极；所述金属电极互连结构分别与多晶硅结构、有源区P阱掺杂结构的P型场限环和有源区P型增强注入结构的P型场限环连接形成多级场板结构，其中一级为栅氧化膜；另一级为场氧化膜；还一级为场氧化膜和接触孔电极互连结构隔离氧化膜结构；

所述终端保护结构的P型连续场限环结构、多级场板结构和钝化保护结构均在均匀掺杂的N型单晶硅片衬底上；所述P型掺杂区域背面结构和背面金属结构均在均匀掺杂的N型单晶硅片衬底背面。

3.如权利要求1所述的具有终端保护结构的IGBT芯片，其特征在于，所述P型连续场限环结构的连续个数为4个到16个，根据不同电压等级进行调整；所述多级场板结构的多级场板个数为3个。

4.如权利要求1所述的具有终端保护结构的IGBT芯片，其特征在于，所述P型连续场限环结构为均匀掺杂的N型单晶硅片，在均匀掺杂的N型单晶硅片表面覆盖有绝缘截止层。

5.如权利要求4所述的具有终端保护结构的IGBT芯片，其特征在于，所述绝缘截止层为1.0-1.5um的场氧化膜。

6.如权利要求1所述的具有终端保护结构的IGBT芯片，其特征在于，所述多级场板结构为均匀掺杂的N型单晶硅片，在均匀掺杂的N型单晶硅片表面覆盖有氧化层。

7.如权利要求6所述的具有终端保护结构的IGBT芯片，其特征在于，所述氧化层为0.1-0.2um的栅氧化膜。

8.如权利要求1所述的具有终端保护结构的IGBT芯片，其特征在于，所述P型连续场限环结构和多级场板结构均包含在IGBT芯片的终端区。

9.如权利要求1所述的具有终端保护结构的IGBT芯片，其特征在于，所述接触孔结构包括隔离氧化膜的生长，刻蚀，和金属的淀积；所述金属或为铝。

10.如权利要求1所述的具有终端保护结构的IGBT芯片，其特征在于，包含所述P型连续场限环结构和多级场板结构的终端保护结构的IGBT芯片承受的电压范围为600V-6500V。

11.一种具有终端保护结构的IGBT芯片的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括下述步骤：

（一）制作IGBT芯片P型连续场限环结构；

（二）制作IGBT芯片场氧化膜结构；

（三）制作IGBT芯片栅极结构和占IGBT芯片面积20%的多级场板结构；

（四）制作IGBT芯片有源区结构和P型连续场限环的延伸结构；

（五）制作IGBT芯片电极互连结构；

（六）制作IGBT芯片钝化保护结构；

（七）制作IGBT芯片背面结构。

12.如权利要求11所述的具有终端保护结构的IGBT芯片的制造方法，其特征在于，所述步骤（一）中，对均匀掺杂的N型单晶硅片衬底进行高温氧化，在均匀掺杂的N型单晶硅片表面生长出注入掩膜，通过光刻版进行P型硼离子注入，再进行退火工艺，形成P型连续场限环结构，根据光刻窗口的不同，在退火后连续放入P型场限环。

13.如权利要求11所述的具有终端保护结构的IGBT芯片的制造方法，其特征在于，所述步骤（二）中，对均匀掺杂的N型单晶硅片衬底进行高温氧化，在均匀掺杂的N型单晶硅片表面生长出1.0-1.5um的场氧化膜，并进行光刻和刻蚀，形成场氧化膜结构，同时对P型连续场限环结构进行退火使其增加深度达到需求目标值，即为6-9um。