[发明专利]平面型IGBT结构

说明书

本发明公开平面型IGBT结构，包括芯片主体，所述芯片主体上设有多个平行分布的P阱，多个P阱间的步距由芯片主体的中心向边缘由小变大取值设置，且所述多个P阱围绕所述芯片主体的中心。通过对多个平行分布的P阱间的步距进行设置，使得多个P阱在芯片上的分布由中心向边缘由密变疏，该设置使得芯片中心区域的通态压降略高，周围区域的通态压降低，有效改善了芯片的散热性能及芯片上温度分布不均匀而导致的电流分布不均匀的情况，沟道沿(100)晶面的100晶向导电也提高芯片的导电性能。本发明的设计使平面型IGBT具有优异的散热一致性，防止芯片由于温度分布不均，某一点过热而导致烧毁，损毁整个芯片，大大提高芯片的可靠性。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域中的功率半导体器件结构技术领域，尤其涉及平面型IGBT结构。

背景技术

绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)是电压控制型器件，它兼具MOSFET和双极型功率晶体管结构，有驱动简单、开关频率高、通态压降低、电流密度大、可承受高压等一系列应用上的优点。

平面型IGBT是经典的IGBT结构，至今仍在各个领域中发挥着重要作用。对于平面型IGBT芯片，若其P阱均匀分布，导通后，芯片温度分布呈“中心温度高边缘温度低”，这是由于其整体结构导致芯片中心区域比周边区域散热慢。一方面，中心区域的散热面最小，其散热方向主要是通过向下传导至基座，而周边区域还可以通过向外围散热的方式，其散热面更大。另一方面，芯片导通工作期间，周边区域发出的热会向中心区域传导，与中心区域自身发出的热相耦合，也进一步增加了中心区域的温度。当芯片长时间工作，整个芯片的温度分布呈“中心高周围低”，其电流分布同样也呈不均匀状态，在这样的状态下，会影响其各项性能，甚至会由于散热不均匀，从芯片某一严重发热的点开始发生烧毁，损坏整个芯片。

因此，现有技术的设计具有缺陷，需要进行改进。

发明内容

为解决以上存在的技术问题，本发明提供平面型IGBT结构，其P阱间的步距由芯片的中心向周围由小变大，该设置使得芯片中心区域的通态压降略高，周围区域的通态压降低，在一定程度上即可抵消“中心易于发热”及电流不均匀的趋势。

本发明的技术方案如下：本发明提供了一种平面型IGBT结构，包括芯片主体，所述芯片主体上设有多个平行分布的P阱，多个P阱间的步距由芯片主体的中心向边缘由小变大取值设置，且所述多个P阱围绕所述芯片主体的中心。

进一步地，所述芯片主体的有源区设置于(100)晶面上，沟道沿(100)晶面的100晶向导电，所述P阱与沟道的导电方向垂直设置。

进一步地，所述P阱为由条状体围成的环形结构。

进一步地，所述P阱为圆形环、方形环、矩形环、菱形环、正多边形环或不规则形环的条状。

进一步地，所述芯片主体还包括：设于有源区的栅焊盘，所述栅焊盘设于所述芯片主体的角、边或中心，所述栅焊盘通过栅汇流条连通于芯片主体的周边或连通于芯片主体的周边和内部。

进一步地，所述栅焊盘通过栅汇流条连通于芯片主体的周边时，所述栅汇流条为无栅指汇流条，所述无栅指汇流条围绕有源区周边设置，而不向芯片主体内部伸出指状汇流条。

进一步地，所述栅焊盘通过栅汇流条连通于芯片主体的周边和内部时，所述栅汇流条为斜对角线栅指汇流条，所述斜对角线栅指汇流条除围绕有源区周边设置外，还向芯片主体内部伸出指状汇流条。