【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种半导体功率器件，特别是涉及一种igbt器件。
技术介绍
1、相比于平面栅结构，沟槽栅技术由于消除了结型场效应管(junction gatefield-effect transistor，jeft)区域，具有原胞紧凑和通态压降小的特点，可以实现更大的电流密度，因此被广泛用于电动汽车芯片领域，
2、传统igbt芯片的载流子浓度从背面集电极到正面发射极递减，正面发射极的低载流子浓度限制了通态压降的降低。因此实现igbt芯片电流密度的提升和功率损耗的下降还需要结合载流子存储技术，使igbt芯片中载流子分布更接近最优状态。
3、如图1所示，是现有igbt器件有源区的结构示意图；以n型器件为例，现有igbt器件201包括：
4、多个平行排列的沟槽栅，沟槽栅包括栅极沟槽、形成于栅极沟槽内侧表面的栅介质层110和填充于栅极沟槽中的栅极导电材料层111。
5、栅极导电材料层111连接到由正面金属层109组成的栅极。
6、各沟槽栅都穿过p型掺杂的阱区105。
7、在阱区105的底部形成有n型掺杂的漂移区103。
8、在漂移区103的底部形成有p型重掺杂的集电区101。集电区101的背面形成有背面金属层并由背面金属层组成集电极。
9、现有中，在漂移区103和集电区1011之间还包括n型重掺杂的缓冲层102。
10、在沟槽栅两侧的平台区的阱区105的表面区域中形成有n型重掺杂的发射区106，且发射区106和对应的沟槽栅的侧面自对
11、在漂移区103的顶部区域中还形成有n型重掺杂的载流子存储(carrier stored，cs)层104。
12、各栅极沟槽都穿过载流子存储层104。
13、图1所示的igbt器件201在利用精细化沟槽技术提高igbt芯片电流密度的基础上，通过添加载流子存储层阻止空穴进入p基区即阱区105，以提高近发射极处的空穴浓度，实现通态电压减小至少20％。
14、随着igbt制造技术的不断更新迭代，芯片厚度做的越来越薄，芯片越薄，产品性能越优，但相应的，相同bvces即集电极发射极击穿电压下，芯片越薄，igbt的击穿电压(bv)耐测性越差，更容易发生负微分电阻现象，使得器件提前进入雪崩状态，最终导致器件失效。并且igbt在设计时，通常将终端区的击穿电压设计的低于原胞区的电压，这样会优先在终端区发生雪崩击穿，避免原胞区发生电流集中现象，从而降低器件由电流集中、过热导致的失效。
15、如图2所示，是现有igbt器件的终端区202的结构示意图；现有igbt器件的多个原胞形成于有源区201中，终端结构形成于终端区202中，终端区202环绕在有源区201的周侧。
16、在有源区201和终端区202中都具有n型掺杂的漂移区103。
17、在漂移区103背面形成有p型重掺杂的集电区101。
18、在集电区101的背面形成有由背面金属层112组成的集电极。
19、n型重掺杂的场截止层102形成于漂移区103和集电区101。
20、漂移区103由位于阱区105底部的n型掺杂的半导体衬底组成。
21、igbt芯片的厚度较薄时，半导体衬底经过减薄，减薄后的半导体衬底的厚度为55微米或50微米以下。
22、图2中栅极沟槽也采用tch表示。
23、发射极也采用source metal表示。
24、栅极也采用gate metal表示。
25、如图2所示，在终端区202的半导体衬底的表面还形成有场氧化层204。
26、场氧化层204采用局部场氧化(locos)层，图2中场氧化层204也采用locos表示。
27、在终端区202中还形成p型轻掺杂的jte区；或者，在终端区202中还形成p型轻掺杂的vld区。如图2所示，曲线203表示终端区202中的jte区或者vld区以及有源区201中的阱区105和漂移区103之间形成pn结界面位置。
28、在终端结构还包括多个多晶硅场板205。部分多晶硅场板205完全位于场氧化层204的顶部，在场氧化层204的两侧也分别具有多晶硅场板205，位于场氧化层204两侧的多晶硅场板205会从场氧化层204外部的氧化层的表面沿场氧化层204的侧面爬坡到场氧化层204的顶部表面。部分多晶硅场板205呈浮空设置，部分多晶硅场板205会通过顶部的接触孔107连接到由正面金属层109组成的电极，包括栅极。
29、图2中，多晶硅场板205也采用poly表示，场氧化层204外部的氧化层也采用oxide表示，层间膜108采用ild表示。
30、场截止层102也采用场截止层，n型表示；集电区101也采用集电极，p型表示。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种igbt器件，能提高器件的击穿电压(bv)耐测性。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供的igbt器件的多个原胞形成于有源区中，终端结构形成于终端区中，所述终端区环绕在所述有源区的周侧。
3、在所述漂移区的选定区域中形成有第二导电类型掺杂的阱区。
4、在所述有源区和所述终端区中都具有第一导电类型掺杂的漂移区。
5、在所述终端区的部分区域中包括形成于所述漂移区背面的第一导电类型掺杂的第一背面接触区。
6、在所述第一背面接触区外部的所述漂移区背面形成有第二导电类型重掺杂的集电区。
7、在所述第一背面接触区和所述集电区的背面形成有由背面金属层组成的集电极。
8、在所述终端区，所述阱区、所述漂移区和所述第一背面接触区形成pin二极管，通过所述pin二极管提高所述终端区的耐雪崩击穿耐压能力。
9、进一步的改进是，所述第一背面接触区为一环绕在所述集电区外部的连续区域。
10、进一步的改进是，在所述终端区中，所述集电区和所述第一背面接触区交替排列。
11、进一步的改进是，igbt器件为rc igbt器件，在所述有源区中还包括第二背面接触区，所述第二背面接触区和所述第一背面接触区具有相同的工艺结构；在所述有源区中，所述集电区和所述第二背面接触区交替排列。
12、进一步的改进是，在所述终端区中，所述集电区由位于所述第一背面接触区外部的第二导电类型重掺杂的第一背面离子注入区组成，所述第一背面离子注入区的离子注入为全面注入。
13、所述第一背面接触区由位于所述第一背面接触区的第一导电类型重掺杂的第二背面离子注入区和所述第一背面离子注入区叠加而成，所述第二背面离子注入区的离子注入剂量大于所述第一背面离子注入区的离子注入剂量，使所述第一背面接触区为第一导电类型的净掺杂。
14、进一步的改进是，在所述有源区中，所述集电区由位于所述第二背面接触区外部的第二导电类型重掺杂的第一背面离子本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种IGBT器件，其特征在于：多个原胞形成于有源区中，终端结构形成于终端区中，所述终端区环绕在所述有源区的周侧；
2.如权利要求1所述的IGBT器件，其特征在于：所述第一背面接触区为一环绕在所述集电区外部的连续区域。
3.如权利要求1所述的IGBT器件，其特征在于：在所述终端区中，所述集电区和所述第一背面接触区交替排列。
4.如权利要求3所述的IGBT器件，其特征在于：IGBT器件为RC IGBT器件，在所述有源区中还包括第二背面接触区，所述第二背面接触区和所述第一背面接触区具有相同的工艺结构；在所述有源区中，所述集电区和所述第二背面接触区交替排列。
5.如权利要求2至4中任一权项所述的IGBT器件，其特征在于：在所述终端区中，所述集电区由位于所述第一背面接触区外部的第二导电类型重掺杂的第一背面离子注入区组成，所述第一背面离子注入区的离子注入为全面注入；
6.如权利要求5所述的IGBT器件，其特征在于：在所述有源区中，所述集电区由位于所述第二背面接触区外部的第二导电类型重掺杂的第一背面离子注入区组成，所述第一背面离子
7.如权利要求2或3所述的IGBT器件，其特征在于：所述第一背面接触区的面积为所述终端区的面积的1/3至1/2。
8.如权利要求1所述的IGBT器件，其特征在于：第一导电类型重掺杂的场截止层形成于所述漂移区和所述集电区以及所述漂移区和所述第一背面接触区之间。
9.如权利要求1所述的IGBT器件，其特征在于：所述漂移区由位于所述阱区底部的第一导电类型掺杂的半导体衬底组成；
10.如权利要求5所述的IGBT器件，其特征在于：所述第二背面离子注入区的离子注入的能量为40keV～100keV，剂量为1e14cm-2～3e15cm-2。
11.如权利要求1所述的IGBT器件，其特征在于：所述原胞包括沟槽栅，所述沟槽栅穿过所述阱区；
12.如权利要求11所述的IGBT器件，其特征在于：所述栅介质层的材料包括氧化层，所述栅极导电材料层的材料包括多晶硅。
13.如权利要求9所述的IGBT器件，其特征在于：在所述终端区的所述半导体衬底的表面还形成有场氧化层。
14.如权利要求13所述的IGBT器件，其特征在于：在所述终端区中还形成第二导电类型轻掺杂的JTE区；或者，在所述终端区中还形成第二导电类型轻掺杂的VLD区。
15.如权利要求1或2或3或4或8或9或11或12或13或14所述的IGBT器件，其特征在于：IGBT器件为N型器件，第一导电类型为N型，第二导电类型为P型；或者，IGBT器件为P型器件，第一导电类型为P型，第二导电类型为N型。
...【技术特征摘要】
1.一种igbt器件，其特征在于：多个原胞形成于有源区中，终端结构形成于终端区中，所述终端区环绕在所述有源区的周侧；
2.如权利要求1所述的igbt器件，其特征在于：所述第一背面接触区为一环绕在所述集电区外部的连续区域。
3.如权利要求1所述的igbt器件，其特征在于：在所述终端区中，所述集电区和所述第一背面接触区交替排列。
4.如权利要求3所述的igbt器件，其特征在于：igbt器件为rc igbt器件，在所述有源区中还包括第二背面接触区，所述第二背面接触区和所述第一背面接触区具有相同的工艺结构；在所述有源区中，所述集电区和所述第二背面接触区交替排列。
5.如权利要求2至4中任一权项所述的igbt器件，其特征在于：在所述终端区中，所述集电区由位于所述第一背面接触区外部的第二导电类型重掺杂的第一背面离子注入区组成，所述第一背面离子注入区的离子注入为全面注入；
6.如权利要求5所述的igbt器件，其特征在于：在所述有源区中，所述集电区由位于所述第二背面接触区外部的第二导电类型重掺杂的第一背面离子注入区组成，所述第一背面离子注入区的离子注入为全面注入；
7.如权利要求2或3所述的igbt器件，其特征在于：所述第一背面接触区的面积为所述终端区的面积的1/3至1/2。
8.如权利要求1所述的ig...
【专利技术属性】
技术研发人员：高宗朋，曾大杰，
申请(专利权)人：上海鼎阳通半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。