[发明专利]一种IGBT芯片及其制造方法

说明书

技术领域

一种IGBT芯片及其制造方法，属于半导体器件制造领域。

背景技术

如图3所示，传统的IGBT芯片结构包括以下几部分：位于最底层的P型基片2、P型基片2上方的N型外延层1，N型外延层1上方的N型漂移层以及最上方的金属层3。在图3所示的传统的IGBT芯片中，IGBT芯片的门极和发射极自IGBT芯片的上方引出，集电极自底部的P型基片2引出，即门极和发射极与集电极不在同一平面。

同时由于现有技术中的IGBT芯片门极和发射极与集电极不在同一平面，在进行芯片封装时要两端引出电极，从而造成了封装工艺复杂，可靠性难以保障，同时在一定程度上增加了产品的厚度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种降低了产品厚度的IGBT芯片以及便于封装的IGBT芯片的制造方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该IGBT芯片，包括P型基片、P型基片上方的N型外延层、N型漂移层以及顶层的金属层，其特征在于：在IGBT芯片外侧纵向设置有向下延伸至P型基片的绝缘沟槽，绝缘沟槽内填充有绝缘层。

在所述的绝缘层的外侧设置有一个或多个导电沟槽，导电沟槽内填充有与所述P型基片接触的导电层。

在所述的P型基片下方设置有第二绝缘层。

所述的绝缘层为第一绝缘层。

一种IGBT芯片的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：制造IGBT芯片；

步骤2：在IGBT芯片的一侧刻蚀出绝缘沟槽；

步骤3：在绝缘沟槽内填充第一绝缘层；

步骤4：在第一绝缘层外侧填充与P型基片接触的导电层；

步骤5：在IGBT底部填充第二绝缘层；

步骤6：自IGBT顶层将门极、集电极、发射极引出。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：

1、本发明的IGBT芯片的发射极、集电极、门极从同一平面引出，提高了产品的可靠性。

2、降低了产品封装时的厚度，方便焊接。

3、在IGBT芯片底部设置第二绝缘层可以使IGBT芯片底部绝缘，从而封装时可以直接焊到散热底板上，省去陶瓷覆铜板，提高散热效果。

附图说明

图1为本IGBT芯片结构示意图。

图2为本IGBT芯片制造方法流程图。

图3为传统IGBT芯片结构示意图。

其中：1、N型外延层  2、P型基片  3、金属层  4、N型漂移层  5、第一绝缘层  6、导电层  7、第二绝缘层。

具体实施方式

图1~2是本发明的最佳实施例，下面结合附图1~3对本发明做进一步说明。

如图1所示，本IGBT芯片在传统IGBT芯片外侧开有纵向延伸至P型基片2的沟槽，在沟槽内填充有第一绝缘层5，第一绝缘层5为氧化硅绝缘层。通过第一绝缘层5实现其内侧的IGBT芯片与其外侧绝缘，在第一绝缘层5外侧设置有一个导电沟槽，在导电沟槽内填充有与P型基片2接触的导电层6。

本IGBT芯片的结构为：自下往上底部的第二绝缘层7、第二绝缘层7上方依次为：P型基片2、N型外延层1、N型漂移层4以及顶层的金属层3，IGBT芯片的门极、集电极、发射极全部从IGBT芯片顶部同一个平面上引出。

本设计由于IGBT芯片的发射极、集电极、门极从同一平面引出，提高了产品的可靠性。降低了产品封装时的厚度，方便焊接。

根据设计需要第一绝缘层5外侧设置1个或多个导电沟槽。主要作用是通过其内填充的导电层6，将P型基片2和顶层的金属层3实现导电，最终实现将发射极、集电极、门极从同一平面引出。

如图2所示，本IGBT芯片制造方法，包括如下步骤：

步骤1：按照传统工艺制造IGBT芯片；

按照传统工艺制造处如图3所示的传统结构的IGBT芯片。

步骤2：在传统IGBT芯片的一侧刻蚀出绝缘沟槽；

如图1所示，在传统IGBT芯片的一侧通过腐蚀或穿刺等方式竖直刻蚀出绝缘沟槽，该绝缘沟槽向下依次穿过金属层3、N型漂移层4、N型外延层1，并延伸至N型外延层1下方的P型基片2中。

步骤3：在绝缘沟槽内填充第一绝缘层5；

第一绝缘层5为氧化硅绝缘层。

步骤4：在第一绝缘层外侧填充与P型基片2接触的导电层6；