[发明专利]一种半导体器件及其制造方法和电子装置

说明书

本发明提供一种半导体器件及其制造方法和电子装置，包括：器件衬底，包括元胞区以及环绕所述元胞区的终端保护环区；第一注入区，设置在所述器件衬底的背面并与所述终端保护环区相对；第二注入区，设置在所述背面并与所述元胞区相对，所述第一注入区环绕所述第二注入区；第三注入区，设置在所述第一注入区中并靠近所述第二注入区，其中，所述第二注入区、所述第三注入区的掺杂浓度均大于所述第一注入区的掺杂浓度。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言涉及一种半导体器件及其制造方法和电子装置。

背景技术

如何提升绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，简称IGBT)器件的反向关断安全工作区，一直是IGBT器件设计的难点和重点。IGBT器件最常见的反向关断失效发生在器件的边缘元胞(cell)，机理主要是由闩锁效应触发，导致器件失效。从器件的结构上看，正面元胞区域负责电流的导通和关断，终端保护环(terminal ring)区域负责器件横向耐压，器件背面电极没有图形(pattern)，负责电流的导通和关断。因此，器件正面和背面的电流通道面积不一致，背面面积大于正面面积(也即元胞的面积)。在器件关断过程中，终端保护环下方对应的体内空穴载流子，会汇聚在一起，从边缘元胞(最靠近终端保护环的元胞)流出，汇聚在一起的空穴电流足够大时，会触发边缘元胞的闩锁效应，导致器件失效，如图1所示，其中图1中的箭头曲线示出反向关断电流途径。而且，电压等级越高的IGBT器件，终端保护环面积越大，边缘元胞的失效率也会大幅提升。

因此，为了解决上述技术问题，本发明提出一种新的半导体器件的制造方法。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

针对现有技术的不足，本发明一方面提供一种半导体器件，包括：

器件衬底，包括元胞区以及环绕所述元胞区的终端保护环区；

第一注入区，设置在所述器件衬底的背面并与所述终端保护环区相对；

第二注入区，设置在所述背面并与所述元胞区相对，所述第一注入区环绕所述第二注入区；

第三注入区，设置在所述第一注入区中并靠近所述第二注入区，其中，所述第二注入区、所述第三注入区的掺杂浓度均大于所述第一注入区的掺杂浓度。

示例性地，所述第一注入区呈多边形，所述第三注入区位于所述第一注入区的至少一个角以外的区域中。

示例性地，所述第一注入区包括四个角，所述第三注入区位于所述第一注入区的四个角以外的区域中。

示例性地，所述第三注入区包括若干沿所述第一注入区的径向间隔设置的条状注入区，其中，所述条状注入区的延伸方向与所述条状注入区所靠近的所述第二注入区的边缘的延伸方向平行；和/或，

所述第三注入区包括若干块状注入区，所述块状注入区沿所述第二注入区的部分边缘间隔排列。

示例性地，所述第二注入区和所述第三注入区的掺杂浓度相同。

示例性地，所述第二注入区呈其中一个边角缺失的多边形，所述第三注入区还位于所述多边形缺失的边角上；

所述器件衬底还包括栅极焊盘区，所述栅极焊盘区位于所述缺失的边角上的第三注入区的外侧。

示例性地，所述第一注入区、所述第二注入区和所述第三注入区具有相同的结深，和/或，所述第一注入区、所述第二注入区和所述第三注入区具有相同的导电类型。

示例性地，所述第二注入区和所述第三注入区为重掺杂的注入区，所述第一注入区为轻掺杂的注入区。