一种节省多晶硅光刻版的沟槽IGBT版图制造技术

本实用新型专利技术涉及一种节省多晶硅光刻版的沟槽IGBT版图，适用于沟槽IGBT金属栅电极、发射极放置前的多晶硅光刻工艺，上述沟槽IGBT版图包括连接金属层，上述连接金属层通过沟道分割为栅极区域、发射极区域；上述沟槽IGBT版图还包括有源区沟槽层，上述有源区沟槽层设有若干有源区沟槽，上述有源区沟槽横贯发射极区域，部分有源区沟槽延伸进入栅极区域；上述沟槽IGBT版图还包括栅极沟槽层，上述栅极沟槽层设有若干栅极沟槽，上述栅极沟槽连贯延伸进入栅极区域的有源区沟槽；上述沟槽IGBT版图还包括沟槽连接孔，上述沟槽连接孔连通栅极区域的有源区沟槽和栅极沟槽。有益效果是沟槽IGBT光刻工艺中节省多晶硅光刻版、从而减小沟槽IGBT输入输出电容。

A groove IGBT layout saving polysilicon lithography plate

【技术实现步骤摘要】
一种节省多晶硅光刻版的沟槽IGBT版图
本技术涉及半导体
，具体涉及一种节省多晶硅光刻版的沟槽IGBT版图。
技术介绍
IGBT，中文名字为绝缘栅双极型晶体管，它是由MOSFET(输入级)和PNP晶体管(输出级)复合而成的一种器件，既有MOSFET器件驱动功率小和开关速度快的特点(控制和响应)，又有双极型器件饱和压降低而容量大的特点(功率级较为耐用)，频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间，可正常工作于几十kHz频率范围内。与平面栅IGBT相比，沟槽栅IGBT能显著改善通态压降与关断能量的折衷关系，更适用于中低压高频应用领域。半导体技术使用的光刻工艺是和照相比较接近的一种多步骤的图形转移过程。首先是在掩模板上形成所需要的图形，之后通过光刻工艺把所需要的图形转移到晶圆表面的每一层。在薄膜、塑料或玻璃基体材料上制作各种功能图形并精确定位，以便用于光致抗蚀剂涂层选择性曝光的一种结构，称为光刻掩模版。现有的常规沟槽式IGBT芯片，其具体结构如附图1常规的沟槽IGBT芯片结构图所示：包括1、N-型基区，2、P型基区，3、N+缓冲层，4、N+集电区，5、栅氧化层，6、多晶栅，7、集电极，8、发射极，9、栅电极，10、背P+发射区。其中多晶硅光刻工艺为了光刻时发射极金属能够接触到多晶硅，将多晶硅做成在某些地方有突起的结构，这样就需要多做一块多晶硅的光刻板。
技术实现思路
本技术的目的是，提供一种沟槽IGBT光刻工艺中节省多晶硅光刻版、从而减小沟槽IGBT输入输出电容的沟槽IGBT版图。为实现上述目的，本技术采取的技术方案是一种节省多晶硅光刻版的沟槽IGBT版图，适用于沟槽IGBT金属栅电极、发射极放置前的多晶硅光刻工艺，上述沟槽IGBT版图包括连接金属层，上述连接金属层通过沟道分割为栅极区域、发射极区域；上述沟槽IGBT版图还包括有源区沟槽层，上述有源区沟槽层设有若干有源区沟槽，上述有源区沟槽横贯发射极区域，部分有源区沟槽延伸进入栅极区域；上述沟槽IGBT版图还包括栅极沟槽层，上述栅极沟槽层设有若干栅极沟槽，上述栅极沟槽连贯延伸进入栅极区域的有源区沟槽；上述沟槽IGBT版图还包括沟槽连接孔，上述沟槽连接孔连通栅极区域的有源区沟槽和栅极沟槽。优选地，上述发射极区域从左、上、右三个分割面包围栅极区域；上述有源区沟槽平行于上分割面；上述有源区沟槽从左、右两个分割面延伸进入栅极区域；上述栅极沟槽层包括两个栅极沟槽。本技术一种节省多晶硅光刻版的沟槽IGBT版图有以下有益效果：1.沟槽式IGBT光刻工艺中多晶硅直接刻到硅表面，这样金属电极(发射极、栅电极)就可以直接打在多晶硅上，节省了多晶硅光刻版；2.减小沟槽IGBT栅极多晶硅的面积可以减小栅漏电容、栅源电容，从而减小沟槽IGBT输入电容和输出电容。【附图说明】图1是一种节省多晶硅光刻版的沟槽IGBT版图。图2是常规的沟槽IGBT芯片结构图。图3是一种节省多晶硅光刻版的沟槽IGBT芯片结构图。附图中涉及的附图标记和组成部分如下所示：1、N-型基区，2、P型基区，3、N+缓冲层，4、N+集电区，5、栅氧化层，6、多晶栅，7、集电极，8、发射极，9、栅电极，10、背P+发射区，11、连接金属层，12、有源区沟槽，13、栅极沟槽，14、沟槽连接孔、15、栅极区域，16、发射极区域，17、沟道。【具体实施方式】下面结合实施例并参照附图对本技术作进一步描述。实施例本实施例实现一种节省多晶硅光刻版的沟槽IGBT版图。图1示出了一种节省多晶硅光刻版的沟槽IGBT版图。如附图1所示：一种节省多晶硅光刻版的沟槽IGBT版图，适用于沟槽IGBT金属栅电极9、发射极8放置前的多晶硅光刻工艺，上述沟槽IGBT版图包括连接金属层11，上述连接金属层11通过沟道17分割为栅极区域15、发射极区域16；上述沟槽IGBT版图还包括有源区沟槽层，上述有源区沟槽层设有若干有源区沟槽12，上述有源区沟槽12横贯发射极区域16，部分有源区沟槽12延伸进入栅极区域15；上述沟槽IGBT版图还包括栅极沟槽层，上述栅极沟槽层设有若干栅极沟槽13，上述栅极沟槽13连贯延伸进入栅极区域15的有源区沟槽12；上述沟槽IGBT版图还包括沟槽连接孔14，上述沟槽连接孔14连通栅极区域15的有源区沟槽12和栅极沟槽13。优选地，上述发射极区域16从左、上、右三个分割面包围栅极区域15；上述有源区沟槽12平行于上分割面；上述有源区沟槽12从左、右两个分割面延伸进入栅极区域15；上述栅极沟槽层包括两个栅极沟槽13。图3示出了一种节省多晶硅光刻版的沟槽IGBT芯片结构图。如附图3所示：利用上述沟槽IGBT版图制造的沟槽IGBT芯片包括1、N-型基区，2、P型基区，3、N+缓冲层，4、N+集电区，5、栅氧化层，6、多晶栅，7、集电极，8、发射极，9、栅电极，10、背P+发射区。由于利用上述一种节省多晶硅光刻版的沟槽IGBT版图的光刻工艺中多晶硅通过有源区沟槽12、栅极沟槽13直接刻到硅表面，这样金属电极(发射极8、栅电极9)就可以直接打在多晶硅上，节省了多晶硅光刻版。另外上述光刻工艺中通过部分延伸到栅极区域15的有源区沟槽12、栅极沟槽13将多晶硅直接刻到栅极区域15硅表面，减小了沟槽IGBT栅极多晶硅的面积可以减小栅漏电容、栅源电容，从而减小沟槽IGBT输入电容和输出电容。具体原理如下所述，栅源短路条件下，IGBT器件的反向传输电容Crss、输入电容Ciss和输出电容Coss为：(1)式中Cgd、Cgs、Cds分别为器件的栅漏电容、栅源电容和漏源电容。上式表明，Cgd对Ciss和Coss都有直接影响。在交流工作状态下Ciss＝Cgs+(1+k)Cgd(2)式中k＝-dVds/dVgs为电压放大系数，Cgd通过密勒效应使输入电容增大，甚至起支配作用。本实施例一种节省多晶硅光刻版的沟槽IGBT版图中可以看到，栅极多晶硅面积被减小到很小，根据平板式电容计算公式：C＝ε*ε0*S/d；从公式中可以看出，电容C和平板面积S成正比，S越小，电容越小。减小栅极多晶硅的面积可以减小Cgs和Cgd，从而减小Coss和Ciss。以上所述仅是本技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种节省多晶硅光刻版的沟槽IGBT版图，适用于沟槽IGBT金属栅电极(9)、发射极(8)放置前的多晶硅光刻工艺，其特征在于：所述沟槽IGBT版图包括连接金属层(11)，所述连接金属层(11)通过沟道(17)分割为栅极区域(15)、发射极区域(16)；所述沟槽IGBT版图还包括有源区沟槽层，所述有源区沟槽层设有若干有源区沟槽(12)，所述有源区沟槽(12)横贯发射极区域(16)，部分有源区沟槽(12)延伸进入栅极区域(15)；所述沟槽IGBT版图还包括栅极沟槽层，所述栅极沟槽层设有若干栅极沟槽(13)，所述栅极沟槽(13)连贯延伸进入栅极区域(15)的有源区沟槽(12)；所述沟槽IGBT版图还包括沟槽连接孔(14)，所述沟槽连接孔(14)连通栅极区域(15)的有源区沟槽(12)和栅极沟槽(13)。/n

【技术特征摘要】
1.一种节省多晶硅光刻版的沟槽IGBT版图，适用于沟槽IGBT金属栅电极(9)、发射极(8)放置前的多晶硅光刻工艺，其特征在于：所述沟槽IGBT版图包括连接金属层(11)，所述连接金属层(11)通过沟道(17)分割为栅极区域(15)、发射极区域(16)；所述沟槽IGBT版图还包括有源区沟槽层，所述有源区沟槽层设有若干有源区沟槽(12)，所述有源区沟槽(12)横贯发射极区域(16)，部分有源区沟槽(12)延伸进入栅极区域(15)；所述沟槽IGBT版图还包括栅极沟槽层，所述栅极沟槽层设有若干栅极沟槽(13)...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆怀谷，
申请(专利权)人：深圳市谷峰电子有限公司，香港谷峰半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44