[发明专利]一种堆叠键合式IGBT器件

说明书

本发明提供了一种堆叠键合式IGBT器件，包括MOS结构芯片、衬底晶圆片和台面钝化保护层；MOS结构芯片键合于衬底晶圆片的上方，台面钝化保护层位于衬底晶圆片的上表面和MOS结构芯片的两端及其上表面的两侧，MOS结构芯片的宽度小于所述衬底晶圆片的宽度。本发明采用堆叠‑键合技术制作的IGBT器件，因为不存在“薄片‑背面加工”的步骤，避免了难度很大且成本很高的薄片工艺、背加工工艺；能够显著压缩制造成本，同时针对台面结构进行了钝化和保护，连同器件原有的终端等保护结构在一起，充分提供了对于器件性能的保障。

技术领域

本发明属于电子器件领域，涉及一种堆叠键合式IGBT器件，具体涉及一种采用堆叠技术实现的IGBT(绝缘栅双极晶体管)器件。

背景技术

IGBT是一种复合式的半导体功率器件，在电能控制和能源有效应用的领域有着广泛的应用。因为是复合结构的器件，传统的制作方法为：对晶圆片进行正面结构的加工；加工制作出正面的功率MOS结构后，对正面进行钝化保护，然后制作过程转到晶圆片的背面进行；从背面对晶圆片进行减薄；进行薄片的背面加工，制作出PN结结构和IGBT器件的底面电极。这种涉及到很薄晶圆片的、正反两面的加工，工艺上的难度非常大，特别是背面的加工，需要采用专用设备和专用工艺才能进行。在另一方面，整体的IGBT器件的制造成本，由于背面和薄片的加工步骤的引入，而变得非常高。

近年来，在集成电路领域，发展起来了多芯片堆叠的技术，也就是采用多个芯片，相互堆叠放置，进行纵向的集成，在各层芯片之间，通过特殊的TSV(穿透Si材料层的通孔)技术，进行必要的电信号互连。典型的产品，如32层、64层堆叠的存储器芯片等。

需要注意的是，本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

发明内容

本发明目的在于提供了一种堆叠键合式IGBT器件，可以保证器件各项电性能的综合优势，工艺难度小，成本低。

为实现上述目的本发明采用如下技术方案：

该堆叠键合式IGBT器件，包括MOS结构芯片、衬底晶圆片和台面钝化保护层；所述MOS结构芯片键合于所述衬底晶圆片的上方，所述台面钝化保护层位于所述衬底晶圆片的上表面和所述MOS结构芯片的两端及其上表面的两侧。

进一步地，上述MOS结构芯片的宽度小于所述衬底晶圆片的宽度。

进一步地，上述述衬底晶圆片采用PN结构晶圆片；所述PN结构晶圆片包括P型区、N型区、PN结构金属层和PN结构保护终端；

所述N型区位于所述P型区的上方，所述PN结构金属层位于N型区的上端面中间，所述PN结构保护终端位于N型区的上端面且分布于所述PN结构金属层的两侧。

进一步地，上述述MOS结构芯片包括MOS结构金属层、MOS结构芯片层和MOS结构保护终端；

所述MOS结构金属层位于所述MOS结构芯片层的下方，与所述PN结构金属层键合，所述MOS结构保护终端位于所述MOS结构芯片层上端面两侧。

进一步地，上述述PN结构金属层和MOS结构金属层都制作成相互对应的若干片。

进一步地，上述述PN结构晶圆片还包括用于调控和优化器件性能的场阻止层。

进一步地，上述述MOS结构芯片采用Si或SiC材料。

根据权利要求7所述的堆叠键合式IGBT器件，其特征在于：所述衬底晶圆片采用Si或SiC材料。

本发明的有益效果：