[实用新型]一种中高压IGBT终端

说明书

技术领域

本实用新型属于大功率半导体器件技术领域，特别涉及一种中高压IGBT终端。

背景技术

绝缘栅双极晶体管IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是新型的大功率器件，它集MOSFET栅极电压控制特性和双极型晶体管低导通电阻特性于一身，改善了器件耐压和导通电阻相互牵制的情况，具有高电压、大电流、高频率、功率集成密度高、输入阻抗大、导通电阻小、开关损耗低等优点。在变频家电、工业控制、电动及混合动力汽车、新能源、智能电网等诸多领域获得了广泛的应用空间。

要确保IGBT高电压的一个重要前提条件是优良的终端保护结构。现有的终端结构包括延伸型终端和截断型终端。延伸型的如传统的场板结构、场限环（FLR）结构、场限环结合场板结构、结终端延伸结构（JTE）、横向变掺杂结构（VLD）；截断型的是通过刻蚀深槽，截断曲面结或者耗尽层，影响电场分布，提高击穿电压。

而对于传统的场限环（FLR）结构，其IGBT器件终端结构包括内圈的分压保护区和外圈的截止保护环。当偏压加在电极上时，随着所加偏压的增大，耗尽层沿着主结向场限环的方向向外延伸。主结和p1场限环距离的选取为主结在雪崩击穿之前，p1场限环穿通。这样就减小了主结附近的最大电场，偏压的继续增加由p1环承担，直到耗尽层穿通了p2场限环。由此可见场限环终端结构存在以下弊端：

1、场限环的间距、结深、场限环的宽度及场限环的个数都会影响到IGBT器件的击穿电压的大小，设计时考虑因素复杂。尤其是对于高压IGBT，场限环的个数较多，这样考虑的因素就更为复杂。

2、对于高压IGBT，随着所采用的衬底电阻率的增大，漂移区内耗尽层向纵向方向和远离主结的方向扩展得更多，这样终端结构占芯片总面积比重较大，芯片制造成本高。

而对于截断型终端，需要在终端区域刻蚀深槽，来截断耗尽层以影响表面电场分布，优点在于所占芯片较小，节省成本；但是弊端在于，对于高压IGBT，纵向耗尽层深度较深，这样所刻蚀的槽比较深，工艺上困难很大。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种中高压IGBT终端，解决了现有技术中IGBT终端占芯片面积大、成本高和制作沟槽工艺复杂的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种中高压IGBT终端，包括主结、场限环、截止保护环、场板和沟槽；其中，所述主结、所述场限环和所述截止保护环均在N-漂移区内，从所述主结向所述截止保护环的方向，依次有所述场限环和所述沟槽，在所述主结、所述场限环和/或所述截止保护环上有多个不连续的所述场板，所述沟槽截断所述沟槽所在处的耗尽层，所述耗尽层在所述IGBT终端上。

进一步地，所述沟槽的槽深大于所述沟槽所在处的耗尽层深度。

进一步地，所述沟槽的槽壁和沟槽的槽底均有P-区，在所述的沟槽里面填充有SiO₂或低介电常数绝缘介质。

进一步地，所述P-区的厚度为2μm。

进一步地，所述场板包括氧化层和金属场板，所述氧化层位于所述IGBT终端的上表面，所述金属场板位于所述氧化层上。

进一步地，所述场板包括氧化层和半绝缘多晶硅场板，所述氧化层位于所述IGBT终端的上表面，所述半绝缘多晶硅场板位于所述氧化层上。

本实用新型提供的一种中高压IGBT终端，一方面使耗尽层在远离主结方向延伸，提高了器件的耐压；另一方面使耗尽层向表面靠近，减小了耗尽层纵向的深度，这就为截断型终端提供了方便，它减小了刻蚀的槽的深度，在工艺上大大降低了难度。既能满足实现高电压，又能减小面积，降低成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的中高压IGBT终端结构示意图。

具体实施方式

参见图1，本实用新型实施例提供的一种中高压IGBT终端，包括主结104、场限环103、截止保护环102、场板107和沟槽108；其中，主结104、场限环103和截止保护环102均在N-漂移区内，从主结104向截止保护环102的方向，依次有场限环103和沟槽108，在主结104、场限环103和/或截止保护环102上有多个不连续的场板107，沟槽108截断沟槽所在处的耗尽层，该耗尽层在IGBT终端上。