[发明专利]一种IGBT芯片及其制备方法

权利要求书

1.一种IGBT芯片，其特征在于，包括用于电导通控制的绝缘栅极双极晶体管区和用于感应所述绝缘栅极双极晶体管区的温度的二极管区；

所述二极管区包括硅层、第一电极和第二电极，所述硅层上形成有二极管P型区和二极管N型区，所述第一电极与所述二极管P型区电耦合，所述第二电极与所述二极管N型区电耦合；

所述绝缘栅极双极晶体管区具有衬底，所述衬底的部分区域覆盖有场氧区，所述硅层形成于所述场氧区上，以使所述二极管区和所述绝缘栅极双极晶体管区相互绝缘导热。

2.根据权利要求1所述的IGBT芯片，其特征在于，所述硅层为多晶硅层。

3.根据权利要求1所述的IGBT芯片，其特征在于，所述绝缘栅极双极晶体管区还包括集电极、集电极区、P型区、N+发射区、栅氧区、栅电极和发射极，所述集电极区形成于所述衬底表面，且所述集电极区具有第一导电类型特性，所述衬底具有第二导电类型特性，所述集电极与所述集电极区电耦合，所述P型区形成于所述衬底上，所述N+发射区与所述衬底通过所述P型区隔离，且所述P型区分别连接所述发射极和所述栅氧区，所述栅电极位于所述栅氧区上背离所述P型区的一面，所述N+发射区与所述发射极电耦合。

4.根据权利要求3所述的IGBT芯片，其特征在于，所述场氧区形成于所述衬底上背离所述集电极区的表面。

5.根据权利要求3所述的IGBT芯片，其特征在于，所述P型区位于所述衬底上背离所述集电极区的一侧，且所述P型区嵌入于所述衬底的表面，所述P型区包括P阱区和P+注入区，所述P+注入区形成于所述P阱区的中部，所述N+发射区环绕于所述P+注入区的外缘和所述P阱区之间，所述P+注入区连接所述发射极，所述P阱区连接所述栅氧区。

6.根据权利要求5所述的IGBT芯片，其特征在于，所述IGBT芯片还包括绝缘介质层，所述绝缘介质层覆盖于所述栅电极和所述硅层的外表面，且所述栅电极和所述硅层之间通过所述绝缘介质层相互隔绝；所述绝缘介质层上形成有用于连通所述P+注入区和所述N+发射区的第一连通孔，用于连通所述二极管P型区的第二连通孔以及用于连通所述二极管N型区的第三连通孔；所述发射极穿过所述第一连接通孔与所述P+注入区和所述N+发射区电耦合；所述第一电极穿过所述第二连接通孔与所述二极管P型区电耦合；所述第二电极穿过所述第三连接通孔与所述二极管N型区电耦合。

7.根据权利要求6所述的IGBT芯片，其特征在于，所述绝缘介质层为Si₃N₄+USG+BPSG或USG+BPSG，所述绝缘介质层的厚度为0.5um～3um。

8.如权利要求1～7任意一项所述的IGBT芯片的制备方法，其特征在于，包括：

在衬底的部分区域覆盖场氧区；

在场氧区上形成硅层；

在硅层上形成二极管P型区和二极管N型区；

引出与二极管P型区电耦合的第一电极，引出与二极管N型区电耦合的第二电极；

上述步骤之前、同时或之后，在所述衬底上形成绝缘栅极双极晶体管区。

9.根据权利要求8所述的IGBT芯片的制备方法，其特征在于，所述“在衬底的部分区域覆盖场氧区”包括：

在衬底上用热氧化或化学气相沉积的方法生长出一层二氧化硅层，再通过光刻和蚀刻的方法除去二氧化硅层多余部分，形成场氧区。

10.根据权利要求8或9所述的IGBT芯片的制备方法，其特征在于，所述“在衬底的部分区域覆盖场氧区”之后还包括：在衬底上用热氧化的方法在衬底上除场氧区外的表面生长出一层二氧化硅的栅氧区；

所述“在场氧区上形成硅层”包括：通过化学气相沉积的方式在栅氧区和场氧区的表面沉积一层多晶硅，然后通过光刻和干刻的方式去除多晶硅的预定部分图案，以得到位于所述场氧区上的硅层和位于栅氧区上的栅电极，所述硅层和所述栅电极相互隔绝，在所述栅电极上形成有连通至所述衬底表面的开口，使衬底部分露出。