一种集成门极米勒钳位功能的IGBT芯片及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115065350A(43)申请公布日2022.09.16(21)申请号202210982461.8(22)申请日2022.08.16(71)申请人深圳芯能半导体技术有限公司地址518000广东省深圳市龙岗区宝龙街道宝龙社区宝荷大道76号智慧家园二期2B1301(72)发明人刘坤刘杰(74)专利代理机构深圳卓启知识产权代理有限公司44729专利代理师刘新子(51)Int.Cl.H03K17/567(2006.01)H03K17/16(2006.01)H01L29/739(2006.01)H01L29/66(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图4页(54)发明名称一种集成门极米勒钳位功能的IGBT芯片及其制备方法(57)摘要本发明提供了一种集成门极米勒钳位功能的IGBT芯片及其制备方法，该IGBT芯片包括：IGBT器件的元胞区和终端区以及门极米勒钳位模块，门极米勒钳位模块位于IGBT芯片的培区内，包括晶体管T、二极管D、电阻RB和电阻RE，二极管D的阴极与晶体管T的源极以及IGBT器件的门极相连，晶体管T的漏极与IGBT器件的源极相连；电阻RB的一端与晶体管T的门极相连，另一端与二极管D的阳极相连；电阻RE的一端与外驱动电路的参考地相连，另一端与电阻RB相连。门极米勒钳位模块能够提供一个到外驱动电路参考地的低阻抗回路，能够抑制米勒电容位移电流对门极电位的干扰作用，从而增强了门极电位的抗干扰能力。CN115065350ACN115065350A权利要求书1/2页1.一种集成门极米勒钳位功能的IGBT芯片，其特征在于，包括：IGBT器件和门极米勒钳位模块，所述IGBT器件包括元胞区和终端区，所述门极米勒钳位模块位于IGBT芯片的培区内，且所述门极米勒钳位模块包括一个晶体管T、一个二极管D、电阻RB和电阻RE，其中：所述二极管D的阴极与晶体管T的源极以及IGBT器件的门极相连，所述晶体管T的漏极与IGBT器件的源极相连；所述电阻RB的一端与晶体管T的门极相连，另一端与二极管D的阳极和外驱动电路的外电阻相连；电阻RE的一端与外驱动电路的参考地相连，另一端与电阻RB相连。2.根据权利要求1所述的集成门极米勒钳位功能的IGBT芯片，其特征在于，所述IGBT器件为半桥模块，包括上管和下管，其中，上管包括IGBT管T1和二极管D1，下管包括IGBT管T2和二极管D2。3.一种如权利要求1‑2任一项所述的集成门极米勒钳位功能的IGBT芯片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、场氧化层生长与终端区场限环区域选择性腐蚀场氧化层，元胞区JFET区N型离子注入；S2、栅氧化层生长与多晶硅电极形成；S3、P阱区掺杂以及杂质推进；S4、N型源区掺杂；S5、隔离介质层淀积与接触孔刻蚀；S6、正面金属化与钝化层形成；S7、晶圆背面减薄与金属化。4.根据权利要求3所述集成门极米勒钳位功能的IGBT芯片的制备方法，其特征在于，所述步骤S1，具体包括：选择N型单晶硅衬底，采用湿氧工艺进行场氧化层生长；终端区场限环区域选择性腐蚀场氧化层，B+离子注入，去胶后杂质推进；元胞区、晶体管区和二极管区选择性腐蚀场氧化层，元胞区JFET区N型离子注入，去胶后杂质推进，形成N型掺杂区。5.根据权利要求3所述集成门极米勒钳位功能的IGBT芯片的制备方法，其特征在于，所述步骤S2，具体包括：对氧化层进行湿法腐蚀，去除晶圆表面的氧化层，晶圆清洗，栅氧生长；基于LPCVD淀积多晶硅，刻蚀多晶硅，形成元胞区栅电极，晶体管区栅电极和终端区Busbar走线。6.根据权利要求3所述集成门极米勒钳位功能的IGBT芯片的制备方法，其特征在于，所述步骤S3，具体包括：晶圆翻转，去除背面多晶硅，晶圆翻转，清洗；元胞区P阱区P型离子注入，去胶后杂质推进，形成P型掺杂区。7.根据权利要求3所述集成门极米勒钳位功能的IGBT芯片的制备方法，其特征在于，所述步骤S4，具体包括：元胞区和二极管区分别进行N型离子注入，去胶后杂质推进。8.根据权利要求3所述集成门极米勒钳位功能的IGBT芯片的制备方法，其特征在于，所2CN115065350A权利要求书2/2页述步骤S5，具体包括：进行隔离介质层淀积，形成USG+BPSG双层结构，并刻蚀接触孔；接触孔区域注入：第一次注入BF2离子，第二次注入B+离子，去胶后炉管退火。9.根据权利要求3所述集成门极米勒钳位功能的IGBT芯片的制备方法，其特征在于，所述步骤S6，具体包括：正面淀积金属层，干法刻蚀图形化，利用PI胶Coating形成钝化层，并进行光刻图形化。10.根据权利要求3所述集成门极米勒钳位功能的IGBT芯片的制备方法，其特征在于，所述步骤S7，具体包括：晶圆背面研磨，去除氧化硅，厚度减薄，