[实用新型]一种IGBT芯片

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体器件领域，尤其涉及一种IGBT芯片。

背景技术

绝缘栅双极晶体管（IGBT）具有通态压降低、电流容量大、输入阻抗高、响应速度快和控制简单的特点，被广泛用于工业、信息、新能源、医学、交通、军事和航空领域。

但是目前绝大多数IGBT芯片的结构剖面示意图如图1所示（参见专利申请文件公开号为CN1292153，公开日为2001年4月18日）。在反向电压时，该芯片结构的栅极下方的半导体材料容易被耗尽，电场容易穿透至多晶硅层，导致芯片的反向耐压性较差，芯片的耐压稳定性不好。限制了IGBT的性能。

实用新型内容

为了提高IGBT芯片的耐压性能，本实用新型提供了一种IGBT芯片。为了达到上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种IGBT芯片，包括衬底、位于衬底正面之上的铜金属化结构，所述铜金属化结构包括栅极电极和发射极电极，还包括，位于所述栅极电极下方的衬底内的P+掺杂区。

进一步地，所述P+掺杂区的面积大于所述栅极电极的面积。

进一步地，所述P+掺杂区的区域边缘与所述栅极电极的同一侧的区域边缘在垂直于所述区域边缘方向上的距离为40～100μm。

进一步地，还包括位于所述发射极电极下方衬底内部的P-基区，所述P-基区的边缘与所述P+掺杂区的边缘间距为30～150μm。

进一步地，所述栅极电极和所述发射极电极的间距为10～60μm。

本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型在IGBT芯片的栅极电极下方的半导体衬底内设置有P+掺杂区，该P+掺杂区可以保护芯片在反向耐压时的栅极，即防止在反向耐压时栅极下方的半导体材料被耗尽，而使电场穿透至多晶硅层，提高芯片了的耐压稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中IGBT芯片的剖面结构示意图；

图2是本实用新型实施例的IGBT芯片的平面结构示意图；

图3是本实用新型实施例的IGB芯片的剖面结构示意图。

为了便于阅读，下面对图3中的附图标记作一简要说明：

10：发射极电极；11：栅极电极；30：籽铜层；40：（扩散）阻挡层；50：钝化层；60：多晶硅栅；70：栅氧化层；80：衬底；81：P+掺杂区；82：P-基区；83：P+欧姆接触区；84：N+源极区；100：铜金属化层；D1：P+掺杂区边缘与栅极电极边缘的间距；D2：栅极电极与发射极电极的间隔距离；D3：外围元胞边缘与P+掺杂区边缘的间距。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合附图具体说明IGBT芯片及其正面铜金属化结构的制作方法。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本实用新型结合示意图进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示芯片结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

本实用新型实施例提供了一种IGBT芯片结构。结合图2和图3来说明IGBT芯片结构。

图2为IGBT芯片的平面结构图。图3是沿着图2中的A-A剖面线得到的IGBT芯片结构的剖面图。参见图2，可以看出，该IGBT芯片正面包括第一子表面A1、第二子表面A2以及第三子表面A3。其中，第一子表面A1将第二子表面A2和第三子表表面A3隔开。其中，该芯片正面覆盖有铜金属化结构。该铜金属化结构，包括发射极电极10与栅极电极11两部分，其中，发射极电极10位于芯片的第二子表面A2之上,栅极电极11位于芯片的第三子表面A3之上。第一子表面A1区域将栅极电极11和发射极电极10隔开。