[发明专利]连体IGBT器件及其加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种连体IGBT器件及其加工方法。

背景技术

绝缘栅双极晶体管(IGBT)是当前主流的电力电子器件之一，适合于中、大功率的电力变换应用。特别是在开关速度较快的情况下，电源系统的体积、重量都会大大降低，而用电效率和转换质量都会有很大的提高。因此从节能减排和国民经济可持续发展的角度来看，这是一类重要的电力变换和控制的基础器件。

IGBT绝缘栅双极晶体管可以看做是双极晶体管和场效应晶体管两种结构的复合体，也可以看做是晶圆片上表面处制作的MOS器件与晶圆片底面所制作的PN结二极管的结合。上、下表面处的MOS器件与二极管，是通过一个半导体材料N-漂移区连结在一起的。当半导体材料N-漂移区比较长时(即晶圆片比较厚时)，IGBT器件的耐压较高；否则耐压比较低。

传统制作非穿通型IGBT器件的方法分为两个步骤，可以称作是前道工艺和后道工艺。前道工艺加工晶圆片的上表面(也称晶圆片正面)，而后道工艺加工其底面(也称晶圆片的背面)。在前道工艺中，在一个晶圆片上同时制作出多个MOS器件结构，在所有工艺完成后，对正面器件结构进行一定的钝化保护，然后转到后道加工。后道加工包括晶圆片从背面减薄(至适合于耐压要求的厚度)，对整个背面进行离子注入，注入杂质退火激活，背面金属化，以及划片切割、电极压焊与封装等，得到商品IGBT器件。但当前IGBT器件的主要问题是器件工作的开关速度仍不够高。

发明内容

为了克服上述的缺陷，本发明提供一种开关速度更高的连体IGBT器件。

为达到上述目的，一方面，本发明提供一种连体IGBT器件，所述器件包括至少两个IGBT器件，两个IGBT器件的漂移区互相连通，各IGBT器件独立引出电极。

特别是，所述连体IGBT器件由四个IGBT器件组成田字形，每个IGBT器件分别与相连的IGBT器件连通漂移区。

进一步，左上角的IGBT器件和右下角的IGBT器件并联形成第一组块，右上角的IGBT器件和左下角的IGBT器件并联形成第二组块。

特别是，所述连体IGBT器件由两个IGBT器件组成，一IGBT器件占较大的芯片面积，作为承担较大的电流的主开关器件，相连的另一IGBT器件占较小的芯片面积，作为起到加速主器件开关切换作用的辅助器件。

另一方面，本发明提供一种连体IGBT器件的加工方法，包括下述步骤：

5.1在第一导电类型的衬底晶圆片上，通过杂质掺杂和扩散得到第二导电类型的沟道区；制备栅极，通过杂质注入及掺杂激活工艺得到第一导电类型的源区；淀积保护介质层，开接触孔，金属化布线，上表面钝化；

5.2在步骤5.1之前、之中或之后，在上表面开上槽，淀积钝化层保护裸露部分；

5.3将晶圆片背面减薄；

5.4背面离子注入掺杂、退火、金属化；

5.5在步骤5.4之前、之中或之后，在背面对应上槽的位置处开背槽；

5.6划片，连体IGBT器件的各组成器件独立引出电极；封装。

特别是，步骤5.2中开上槽使用的是湿法腐蚀、干法刻蚀、干湿法复合刻蚀或激光烧蚀的方法。

特别是，步骤5.5中开背槽的步骤为：

5.5.1对应上槽的位置处在背面采用双面对准光刻技术进行曝光；

5.5.2使用湿法腐蚀、干法刻蚀、干湿法复合刻蚀或激光烧蚀的方法开背槽。

本发明连体IGBT器件是通过连接部将IGBT器件的N-漂移区相连而形成，当两个IGBT器件工作于此开彼关/此关彼开的方式时，这两个IGBT器件的开关速度可以相互促进，获得工作速度进一步提高的有益效果。

本发明连体IGBT器件的加工方法在现有IGBT器件加工方法的基础上增加了开槽的步骤，实现了连体IGBT器件的加工。加工成本低，简单易行。

附图说明

图1为本发明优选实施例一结构示意图。

图2为本发明优选实施例三结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和优选实施例对本发明做详细描述。

优选实施例一：如图1所示，连体IGBT器件由两个常规IGBT器件通过漂移区连接部4相连组成，IGBT器件包括正面的MOS结构和底面的PN结。其中，正面的MOS结构由N+源漏区1、P型沟道区2和起到源漏区作用的N型漂移区3构成。底面的PN结结构是由P+底面区5和N型漂移区3构成。