[发明专利]一种沟槽型IGBT芯片有源区边缘结构

说明书

本发明公开了一种沟槽型IGBT芯片有源区边缘结构，包括衬底，衬底的上表面上开设有交替平行排列的至少一条有源沟槽和至少两条虚拟沟槽；衬底上表面的一端设有栅极总线多晶硅；衬底上表面上设有多晶硅桥；介质层覆盖于衬底的整个上表面以及栅极总线多晶硅和多晶硅桥的上表面；多晶硅桥上表面的介质层内设有接触窗口；接触窗口远离栅极总线多晶硅的一端与虚拟沟槽靠近栅极总线多晶硅的一端之间的距离L20；由于多晶硅桥上表面较平整，使得在其上表面的介质层内刻蚀接触窗口时不会受到凹凸不平的虚拟沟槽多晶硅的影响，能够刻蚀出完整的接触窗口，另外接触窗口避开了虚拟沟槽的末端，使得刻蚀接触窗口时不会出现破坏虚拟沟槽结构的情况。

技术领域

本发明涉及功率半导体器件技术领域，具体是一种沟槽型IGBT芯片有源区边缘结构。

背景技术

自问世以来，IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管）技术经历了几次升级换代，使得IGBT芯片的性能大大提高，其栅极结构也从平面型结构升级到了沟槽型结构。沟槽型IGBT芯片有源区和终端区的连接方式对芯片的性能具有重要影响，因而，IGBT芯片有源区边缘处的结构设计也是一个提升芯片性能的关键点。

其中，IGBT芯片的虚拟沟槽栅末端是IGBT芯片有源区边缘处的重要节点，目前虚拟沟槽栅末端与发射极金属层之间常见的连接方式是在虚拟沟槽栅末端直接设置接触窗口，接触窗口是直接刻穿IGBT芯片表面的介质层的长条窗口，直接在窗口中注入钨塞，使虚拟沟槽内的虚拟沟槽多晶硅通过钨塞接触介质层上面的发射极金属层，这样的设置在进行刻蚀接触窗口的流片工艺时，容易产生由于不平整导致的刻蚀不完整等情况，从而影响芯片性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种沟槽型IGBT芯片有源区边缘结构，以解决现有技术中虚拟沟槽栅末端的结构设置，容易产生由于不平整导致接触窗口刻蚀不完整的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供了一种沟槽型IGBT芯片有源区边缘结构，包括衬底，衬底的上表面上开设有至少一条有源沟槽和至少两条虚拟沟槽，且至少一条有源沟槽与至少两条虚拟沟槽交替平行排列；有源沟槽内填充有有源沟槽多晶硅，虚拟沟槽内填充有虚拟沟槽多晶硅；衬底上表面的一端设有栅极总线多晶硅，有源沟槽一端的有源沟槽多晶硅与栅极总线多晶硅相连接；衬底上表面上设有多晶硅桥，两相邻有源沟槽之间的所有虚拟沟槽均与多晶硅桥相连接，虚拟沟槽内的虚拟沟槽多晶硅与多晶硅桥相连接；

还包括介质层，介质层覆盖于衬底的整个上表面以及栅极总线多晶硅和多晶硅桥的上表面；多晶硅桥上表面的介质层内设有接触窗口，接触窗口上下贯穿整个介质层；接触窗口远离栅极总线多晶硅的一端与虚拟沟槽靠近栅极总线多晶硅的一端之间的距离L20。

进一步的，多晶硅桥靠近栅极总线多晶硅的一端与虚拟沟槽靠近栅极总线多晶硅的一端之间的距离L10。

进一步的，接触窗口的下表面面积小于多晶硅桥上表面面积。

进一步的，有源沟槽与虚拟沟槽的深度相同。

进一步的，介质层的上表面设有发射极金属层，接触窗口内填充有导电介质，导电介质一端与多晶硅桥相连接，另一端与发射极金属层相连接。

进一步的，有源沟槽和虚拟沟槽的内表面均涂覆一层氧化层。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：