專利名稱：一種單片集成igbt和frd的半導(dǎo)體器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，特別是涉及一種單片集成了 IGBT和FRD的半導(dǎo) 體器件。
背景技術(shù)：
絕緣柵雙極晶體管(IGBT)具有通態(tài)壓降低、電流容量大、輸入阻抗高、響應(yīng)速度 快和控制簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，被廣泛用于工業(yè)、信息、新能源、醫(yī)學(xué)、交通、軍事和航空領(lǐng)域。
參見(jiàn)圖1，示出現(xiàn)有半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)俯視圖，該器件芯片為方形，中心部位是FWD 區(qū)，F(xiàn)WD區(qū)外圍是IGBT區(qū)，IGBT區(qū)的外周是外圍區(qū)。參見(jiàn)圖2，示出現(xiàn)有半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的 縱向剖視圖，在FWD區(qū)采用溝槽柵結(jié)構(gòu)，在FWD區(qū)將二極管的陽(yáng)極分成多個(gè)P+區(qū)，在外圍區(qū) 為多個(gè)P+阱結(jié)構(gòu)。
上述器件雖然是將IGBT和FWD集成為一起，形成具有IGBT模塊的單元性功能的 器件。但該器件的結(jié)構(gòu)是基于方形芯片來(lái)設(shè)計(jì)，在制造時(shí)，需要將晶圓切成多個(gè)方片，在各 方片上集成IGBT和FWD，再將若干方片并聯(lián)壓接式封裝，形成完整實(shí)用的IGBT模塊。該方 式制造過(guò)程相對(duì)復(fù)雜，對(duì)工藝要求較高。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種單片集成了 IGBT和FRD的半導(dǎo)體器件，該 半導(dǎo)體器件不需要切片就能直接進(jìn)行壓接式封裝而成為一個(gè)完整實(shí)用的IGBT模塊，并且 該壓接式封裝與傳統(tǒng)的功率半導(dǎo)體壓接式封裝工藝相兼容。
本發(fā)明一種半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器件將IGBT模塊封裝所需的全部IGBT和FRD 集成在一片晶圓上，且IGBT和FRD反并聯(lián)設(shè)置；晶圓的邊緣部分為多級(jí)場(chǎng)限環(huán)區(qū)，中間部分 為IGBT區(qū)和FRD區(qū)；IGBT和FRD位于同一 N型襯底內(nèi)，具有多級(jí)場(chǎng)限環(huán)的終端結(jié)構(gòu)；IGBT 由在襯底上依次注入發(fā)射極P阱、發(fā)射極歐姆接觸P+區(qū)、橫向MOSFEF N+源極區(qū)、背部集電 極P+區(qū)構(gòu)成；FRD由在硅襯底上注入陽(yáng)極P阱和陰極N+構(gòu)成；多級(jí)場(chǎng)限環(huán)的終端結(jié)構(gòu)由在 襯底上注入多個(gè)P阱和一個(gè)N阱而成。
優(yōu)選的，IGBT包括一具有P型導(dǎo)電離子的第一 P型擴(kuò)散區(qū)，于N型襯底內(nèi)形成一 第一 P型阱；一具有P+型導(dǎo)電離子的第一發(fā)射極擴(kuò)散區(qū)，于該第一 P型阱內(nèi)形成一第一發(fā) 射極區(qū)域；一具有N+型導(dǎo)電離子的第一 N型擴(kuò)散區(qū)，于該第一發(fā)射極區(qū)域內(nèi)形成一第一 N 型區(qū)域；一具有P+型導(dǎo)電離子的第一集電極擴(kuò)散區(qū)，于該N型襯底背部形成一第一集電極 區(qū)域。
優(yōu)選的，F(xiàn)RD包括一具有P型導(dǎo)電離子的第二 P型擴(kuò)散區(qū)，于N型襯底正面形成一第二 P型區(qū)域。
優(yōu)選的，所述多級(jí)場(chǎng)限環(huán)的終端結(jié)構(gòu)包括一具有P型導(dǎo)電離子的多個(gè)分離的P型 擴(kuò)散區(qū)，于該N型襯底內(nèi)形成多個(gè)分離的P型區(qū)域以提供耐壓；一具有N型導(dǎo)電離子的第三 N型擴(kuò)散區(qū)，于該N型襯底內(nèi)形成一第三N型擴(kuò)散區(qū)以提供電場(chǎng)截止特性。
優(yōu)選的，IGBT和FRD反并聯(lián)設(shè)置為IGBT的發(fā)射極與FRD的陽(yáng)極連接在一起，IGBT 的集電極和FRD的陰極連接在一起。
優(yōu)選的，多級(jí)場(chǎng)限環(huán)區(qū)設(shè)置在晶圓的邊緣，中心為圓形的I GBT區(qū)，I GBT區(qū)與多 級(jí)場(chǎng)限環(huán)區(qū)之間為FRD區(qū)。
優(yōu)選的，多級(jí)場(chǎng)限環(huán)區(qū)設(shè)置在晶圓的邊緣，IGBT區(qū)和FRD區(qū)間隔著一圈圈排布在 晶圓中間部位，其中晶圓中心為IGBT區(qū)。
優(yōu)選的，多級(jí)場(chǎng)限環(huán)區(qū)設(shè)置在晶圓的邊緣，IGBT區(qū)和FRD區(qū)間隔著一圈圈排布在 晶圓中間部位，其中晶圓中心為FRD區(qū)。
優(yōu)選的，多級(jí)場(chǎng)限環(huán)區(qū)設(shè)置在晶圓的邊緣，IGBT區(qū)為多個(gè)小圓形，分布在晶圓的中 間部位，IGBT區(qū)周圍分布FRD區(qū)。
優(yōu)選的，多級(jí)場(chǎng)限環(huán)區(qū)設(shè)置在晶圓的邊緣，IGBT區(qū)和FRD區(qū)均為半圓形結(jié)構(gòu)，設(shè)置 晶圓中間位置。
優(yōu)選的，多級(jí)場(chǎng)限環(huán)區(qū)設(shè)置在晶圓的邊緣，晶圓中心為IGBT區(qū)，F(xiàn)LR區(qū)和IGBT區(qū) 之間等份分布多個(gè)IGBT區(qū)和FRD區(qū)。
優(yōu)選的，多級(jí)場(chǎng)限環(huán)區(qū)設(shè)置在晶圓的邊緣，晶圓中心為FRD區(qū)，F(xiàn)LR區(qū)構(gòu)和IGBT區(qū) 之間等份分布多個(gè)IGBT區(qū)和FRD區(qū)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明提供的單片集成IGBT和FRD結(jié)構(gòu)，IGBT模塊所需的所有芯片采用一片硅 片實(shí)現(xiàn)單片集成，并且IGBT和FRD反并聯(lián)設(shè)計(jì)，很容易實(shí)現(xiàn)I GBT模塊的壓接式封裝。因 此不需要切片就能直接進(jìn)行壓接式封裝成模塊，并且該壓接式封裝與傳統(tǒng)的功率半導(dǎo)體壓 接式封裝工藝相兼容。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)現(xiàn)有技術(shù)和實(shí)施例中所 需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施 例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為現(xiàn)有半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)俯視圖2為現(xiàn)有半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的縱向剖視圖3a為本發(fā)明半導(dǎo)體器件第--實(shí)施例俯視圖
圖3b為本發(fā)明半導(dǎo)體器件第--實(shí)施例底視圖
圖如為本發(fā)明半導(dǎo)體器件第二二實(shí)施例俯視圖
圖4b為本發(fā)明半導(dǎo)體器件第二二實(shí)施例底視圖
圖fe為本發(fā)明半導(dǎo)體器件第三Ξ實(shí)施例俯視圖
圖5b為本發(fā)明半導(dǎo)體器件第三Ξ實(shí)施例底視圖
圖6a為本發(fā)明半導(dǎo)體器件第四實(shí)施例俯視圖
圖6b為本發(fā)明半導(dǎo)體器件第四實(shí)施例底視圖
圖7a為本發(fā)明半導(dǎo)體器件第五實(shí)施例俯視圖
圖7b為本發(fā)明半導(dǎo)體器件第五實(shí)施例底視圖4
圖fe為本發(fā)明半導(dǎo)體器件第六實(shí)施例俯視圖8b為本發(fā)明半導(dǎo)體器件第六實(shí)施例底視圖9a為本發(fā)明半導(dǎo)體器件第七實(shí)施例俯視圖9b為本發(fā)明半導(dǎo)體器件第七實(shí)施例底視圖IOa為本發(fā)明半導(dǎo)體器件第八實(shí)施例俯視圖IOb為本發(fā)明半導(dǎo)體器件第八實(shí)施例底視圖11為本發(fā)明半導(dǎo)體器件第九實(shí)施例縱向剖視圖12為本發(fā)明半導(dǎo)體器件第十實(shí)施例縱向剖視圖13為本發(fā)明半導(dǎo)體器件第十一實(shí)施例縱向剖視圖14為本發(fā)明半導(dǎo)體器件第十二實(shí)施例縱向剖視圖。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí) 施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
本發(fā)明將IGBT模塊制造所需的IGBT與FRD集成在同一塊襯底上，實(shí)現(xiàn)單片集成 IGBT和FRD。該襯底為圓形晶圓，制造完成后，晶圓即包含IGBT和FRD，并且IGBT和FRD為 反并聯(lián)結(jié)構(gòu)，不需要進(jìn)行晶圓切片，可以直接進(jìn)行壓接式封裝，形成IGBT模塊。
在本發(fā)明半導(dǎo)體器件的平面結(jié)構(gòu)中，晶圓的邊緣部分為多級(jí)場(chǎng)限環(huán)區(qū)，中間部分 為IGBT區(qū)和FRD區(qū)，其中IGBT區(qū)和FRD區(qū)的形狀和結(jié)構(gòu)可以有多種方式。
參見(jiàn)圖3a和圖北，示出本發(fā)明半導(dǎo)體器件第一實(shí)施例俯視圖和底視圖，該半導(dǎo)體 器件中，多級(jí)場(chǎng)限環(huán)結(jié)構(gòu)(FLR)設(shè)置在晶圓的邊緣，中心為圓形的IGBT區(qū)，IGBT區(qū)與FLR區(qū) 結(jié)構(gòu)之間為FRD區(qū)。可以將IGBT區(qū)的柵極區(qū)設(shè)計(jì)在IGBT區(qū)的中心位置，其余IGBT區(qū)域作 為發(fā)射極區(qū)。
參見(jiàn)圖如和圖4b，示出本發(fā)明半導(dǎo)體器件第二實(shí)施例的俯視圖和底視圖。該半導(dǎo) 體器件中，F(xiàn)LR區(qū)設(shè)置在晶圓的邊緣，IGBT區(qū)和FRD區(qū)間隔著一圈圈排布在晶圓中間部位， 其中晶圓中心為IGBT區(qū)。
參見(jiàn)圖fe和圖恥，示出本發(fā)明半導(dǎo)體器件第三實(shí)施例的俯視圖和底視圖。該半導(dǎo) 體器件中，F(xiàn)LR區(qū)設(shè)置在晶圓的邊緣，IGBT區(qū)和FRD區(qū)間隔著一圈圈排布在晶圓中間部位， 其中晶圓中心為FRD區(qū)。
參見(jiàn)圖6a和圖6b，示出本發(fā)明半導(dǎo)體器件第四實(shí)施例的俯視圖和底視圖。該半導(dǎo) 體器件中，F(xiàn)LR區(qū)設(shè)置在晶圓的邊緣，IGBT區(qū)為多個(gè)小圓形，分布在晶圓的中間部位，IGBT 區(qū)周圍分布FRD區(qū)。
參見(jiàn)圖7a和圖7b，示出本發(fā)明半導(dǎo)體器件第五實(shí)施例的俯視圖和底視圖。該半導(dǎo) 體器件中，F(xiàn)LR區(qū)設(shè)置在晶圓的邊緣，F(xiàn)RD區(qū)為多個(gè)小圓形，分布在晶圓的中間部位，F(xiàn)RD區(qū) 周圍分布IGBT區(qū)。
參見(jiàn)圖8a和圖8b，示出本發(fā)明半導(dǎo)體器件第六實(shí)施例的俯視圖和底視圖。該半導(dǎo) 體器件中，F(xiàn)LR區(qū)設(shè)置在晶圓的邊緣，IGBT區(qū)和FRD區(qū)均為半圓形結(jié)構(gòu)，設(shè)置在晶圓中間位置。
參見(jiàn)圖9a和圖％，示出本發(fā)明半導(dǎo)體器件第七實(shí)施例的俯視圖和底視圖。該半導(dǎo)體器件中，F(xiàn)LR區(qū)設(shè)置在晶圓的邊緣，晶圓中心為IGBT區(qū)，F(xiàn)LR區(qū)和IGBT區(qū)之間，等份分布 多個(gè)IGBT區(qū)和FRD區(qū)。
參見(jiàn)圖IOa和圖10b，示出本發(fā)明半導(dǎo)體器件第八實(shí)施例俯視圖和底視圖。該半導(dǎo) 體器件中，F(xiàn)LR區(qū)設(shè)置在晶圓的邊緣，晶圓中心為FRD區(qū)，F(xiàn)LR區(qū)和IGBT區(qū)之間，等份分布多 個(gè)IGBT區(qū)和FRD區(qū)。
本發(fā)明半導(dǎo)體器件由IGBT和FRD兩部分組成，IGBT和FRD位于同一 N型襯底內(nèi)， 并具有多級(jí)場(chǎng)限環(huán)的終端結(jié)構(gòu)。IGBT由在硅襯底上依次注入發(fā)射極P阱、發(fā)射極歐姆接觸 P+區(qū)、橫向MOSFEF N+源極區(qū)、背部集電極P+區(qū)構(gòu)成；FRD由在硅襯底上注入陰極P阱和陽(yáng) 極N+構(gòu)成；多級(jí)場(chǎng)限環(huán)的終端結(jié)構(gòu)由在硅襯底上注入多個(gè)P阱和一個(gè)N阱而成。
上述方案中，IGBT包括一具有P型導(dǎo)電離子的第一 P型擴(kuò)散區(qū)，于N型襯底內(nèi)形 成一第一P型阱(發(fā)射極P阱)；一具有P+型導(dǎo)電離子的第一發(fā)射極擴(kuò)散區(qū)，于該第一P型 阱內(nèi)形成一第一發(fā)射極區(qū)域(發(fā)射極歐姆接觸P+區(qū))；一具有N+型導(dǎo)電離子的第一 N型 擴(kuò)散區(qū)，于該第一發(fā)射極區(qū)域內(nèi)形成一第一 N型區(qū)域(橫向MOSFEF N+源極區(qū))；一具有P+ 型導(dǎo)電離子的第一集電極擴(kuò)散區(qū)，于該N型襯底背部形成一第一集電極區(qū)域(背部集電極 P+ 區(qū))。
上述方案中，F(xiàn)RD包括一具有P型導(dǎo)電離子的第二 P型擴(kuò)散區(qū)，于N型襯底正面 形成一第二 P型區(qū)域。
上述方案中，所述多級(jí)場(chǎng)限環(huán)的終端結(jié)構(gòu)包括一具有P型導(dǎo)電離子的多個(gè)分離 的P型擴(kuò)散區(qū)，于該N型襯底內(nèi)形成多個(gè)分離的P型區(qū)域以提供耐壓；一具有N型導(dǎo)電離子 的第三N型擴(kuò)散區(qū)，于該N型襯底內(nèi)形成一第三N型擴(kuò)散區(qū)以提供電場(chǎng)截止特性。
下述圖11-圖14為半導(dǎo)體器件的縱向剖視圖，圖11 14中的任意一結(jié)構(gòu)均可與 第一至第八實(shí)施例中的任一結(jié)構(gòu)匹配。
參見(jiàn)圖11，示出本發(fā)明半導(dǎo)體器件第九實(shí)施例縱向剖視圖，IGBT與FRD是反并聯(lián) 連接的，IGBT的發(fā)射極與FRD的陽(yáng)極連接在一起，IGBT的集電極和FRD的陰極連接在一起。 這樣，當(dāng)IGBT導(dǎo)通的時(shí)候，F(xiàn)RD是截止的；當(dāng)IGBT截止的時(shí)候，F(xiàn)RD是導(dǎo)通的。在圖11所示 的結(jié)構(gòu)中，左邊部分是IGBT，中間部分是FRD，右邊部分是場(chǎng)限環(huán)終端。當(dāng)在IGBT的柵極加 上電壓(大于閾值電壓)，則IGBT柵極下方(P區(qū))的溝道會(huì)反型，再在IGBT的集電極(陽(yáng) 極)相對(duì)發(fā)射極(陰極)加正壓，此時(shí)FRD是反偏截止的，電子會(huì)從IGBT的N+源區(qū)經(jīng)過(guò)溝 道注入到N-基區(qū)，由于電子注入降低了 N-區(qū)的電位，從而加速了 P+集電極區(qū)向N-區(qū)注入 空穴的進(jìn)程，使器件很快進(jìn)入正向?qū)顟B(tài)。當(dāng)IGBT器件的柵極施加一個(gè)負(fù)偏壓或柵壓低 于閾值電壓時(shí)，柵極下方的溝道消失，IGBT關(guān)斷，而此時(shí)二極管導(dǎo)通，起反向續(xù)流的作用。
IGBT部分N-導(dǎo)電層為襯底，漂移區(qū)；P導(dǎo)電層為IGBT提供溝道；N導(dǎo)電層為IGBT 提供場(chǎng)終止層(Field stop)；底部P+層為IGBT集電極；表面N+和P+ —起做為IGBT發(fā)射 極，其中P+可以改善IGBT的閂鎖效應(yīng)。
FRD部分N-導(dǎo)電層為襯底，漂移區(qū)；N導(dǎo)電層為緩沖層；N+為陰極；P+為陽(yáng)極。
多級(jí)場(chǎng)限環(huán)的終端結(jié)構(gòu)部分表面P+為保護(hù)環(huán)，起到提高電壓的作用；N+是截止 環(huán)；N-導(dǎo)電層為襯底；N導(dǎo)電層為緩沖層；底面P+起隔離作用。
參見(jiàn)圖12，示出本發(fā)明半導(dǎo)體器件第十實(shí)施例縱向剖視圖。與圖11所示實(shí)施例相 比，該圖12右下區(qū)域(I區(qū))采用P+代替1Ρ+Ν+(圖11)。6
參見(jiàn)圖13，示出本發(fā)明半導(dǎo)體器件第十一實(shí)施例縱向剖視圖。與圖12所示實(shí)施例 相比，該圖13右下區(qū)域(I區(qū))采用N代替1Ρ+Ν+(圖11)，同時(shí)底部電極減短。
參見(jiàn)圖14，示出本發(fā)明半導(dǎo)體器件第十二實(shí)施例縱向剖視圖。與圖13所示實(shí)施例 相比，該圖14右下區(qū)域(I區(qū))N區(qū)減短，底部電極保持不變。
本發(fā)明提供的單片集成IGBT和FRD結(jié)構(gòu)，IGBT模塊所需的所有芯片采用一片硅 片實(shí)現(xiàn)單片集成，并且IGBT和FRD反并聯(lián)設(shè)計(jì)，很容易實(shí)現(xiàn)IGBT模塊的壓接式封裝。因此 不需要切片就能直接進(jìn)行壓接式封裝成裝置，并且該壓接式封裝與傳統(tǒng)的功率半導(dǎo)體壓接 式封裝工藝相兼容。
本發(fā)明半導(dǎo)體器件的芯片形狀為圓形或環(huán)形，取代了目前的方片形狀，封裝的時(shí) 候不需要先進(jìn)行切片再取多個(gè)芯片組裝，直接將該晶圓經(jīng)過(guò)壓接就是一個(gè)IGBT模塊。
本發(fā)明將IGBT及FRD集成在一片硅片上，使IGBT模塊的封裝理念將由多芯片焊 接式的塑殼封裝變?yōu)閱纹瑝航邮降奶沾煞庋b，這樣IGBT模塊的結(jié)構(gòu)將更加簡(jiǎn)單，絕緣強(qiáng)度 更高，散熱效果更好，因此，IGBT模塊的熱疲勞能力更強(qiáng)，可靠性更高。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，也可以上述具體實(shí)施 方式的進(jìn)行組合，這些改進(jìn)、潤(rùn)飾及組合形成的技術(shù)方案也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，其特征在于，該半導(dǎo)體器件將IGBT模塊封裝所需的全部IGBT和 FRD集成在一片晶圓上，且IGBT和FRD反并聯(lián)設(shè)置；晶圓的邊緣部分為多級(jí)場(chǎng)限環(huán)區(qū)，中間 部分為IGBT區(qū)和FRD區(qū)；IGBT和FRD位于同一 N型襯底內(nèi)，具有多級(jí)場(chǎng)限環(huán)的終端結(jié)構(gòu)；IGBT由在襯底上依次 注入發(fā)射極P阱、發(fā)射極歐姆接觸P+區(qū)、橫向MOSFEF N+源極區(qū)、背部集電極P+區(qū)構(gòu)成；FRD 由在硅襯底上注入陽(yáng)極P阱和陰極N+構(gòu)成；多級(jí)場(chǎng)限環(huán)的終端結(jié)構(gòu)由在襯底上注入多個(gè)P 阱和一個(gè)N阱而成。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，IGBT包括一具有P型導(dǎo)電離子的第一P型擴(kuò)散區(qū)，于N型襯底內(nèi)形成一第一 P型阱；一具有P+型導(dǎo)電離子的第一發(fā)射極擴(kuò)散 區(qū)，于該第一 P型阱內(nèi)形成一第一發(fā)射極區(qū)域；一具有N+型導(dǎo)電離子的第一 N型擴(kuò)散區(qū)，于 該第一發(fā)射極區(qū)域內(nèi)形成一第一 N型區(qū)域；一具有P+型導(dǎo)電離子的第一集電極擴(kuò)散區(qū)，于 該N型襯底背部形成一第一集電極區(qū)域。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，F(xiàn)RD包括一具有P型導(dǎo)電離子的第二P型擴(kuò)散區(qū)，于N型襯底正面形成一第二 P型區(qū)域。
4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述多級(jí)場(chǎng)限環(huán)的終端結(jié)構(gòu)包括一 具有P型導(dǎo)電離子的多個(gè)分離的P型擴(kuò)散區(qū)，于該N型襯底內(nèi)形成多個(gè)分離的P型區(qū)域以 提供耐壓；一具有N型導(dǎo)電離子的第三N型擴(kuò)散區(qū)，于該N型襯底內(nèi)形成一第三N型擴(kuò)散區(qū) 以提供電場(chǎng)截止特性。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，IGBT和FRD反并聯(lián)設(shè)置為 IGBT的發(fā)射極與FRD的陽(yáng)極連接在一起，IGBT的集電極和FRD的陰極連接在一起。
6.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，多級(jí)場(chǎng)限環(huán)區(qū)設(shè)置在晶圓 的邊緣，中心為圓形的IGBT區(qū)，IGBT區(qū)與多級(jí)場(chǎng)限環(huán)區(qū)之間為FRD區(qū)。
7.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，多級(jí)場(chǎng)限環(huán)區(qū)設(shè)置在晶圓 的邊緣，IGBT區(qū)和FRD區(qū)間隔著一圈圈排布在晶圓中間部位，其中晶圓中心為IGBT區(qū)。
8.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，多級(jí)場(chǎng)限環(huán)區(qū)設(shè)置在晶圓 的邊緣，IGBT區(qū)和FRD區(qū)間隔著一圈圈排布在晶圓中間部位，其中晶圓中心為FRD區(qū)。
9.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，多級(jí)場(chǎng)限環(huán)區(qū)設(shè)置在晶圓 的邊緣，IGBT區(qū)為多個(gè)小圓形，分布在晶圓的中間部位，IGBT區(qū)周圍分布FRD區(qū)。
10.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，多級(jí)場(chǎng)限環(huán)區(qū)設(shè)置在晶圓 的邊緣，IGBT區(qū)和FRD區(qū)均為半圓形結(jié)構(gòu)，設(shè)置晶圓中間位置。
11.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，多級(jí)場(chǎng)限環(huán)區(qū)設(shè)置在晶圓 的邊緣，晶圓中心為IGBT區(qū)，F(xiàn)LR區(qū)和IGBT區(qū)之間等份分布多個(gè)IGBT區(qū)和FRD區(qū)。
12.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，多級(jí)場(chǎng)限環(huán)區(qū)設(shè)置在晶圓 的邊緣，晶圓中心為FRD區(qū)，F(xiàn)LR區(qū)構(gòu)和IGBT區(qū)之間等份分布多個(gè)IGBT區(qū)和FRD區(qū)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器件將IGBT模塊封裝所需的全部IGBT和FRD芯片集成在一片晶圓上，且IGBT和FRD反并聯(lián)設(shè)置；晶圓的邊緣部分為多級(jí)場(chǎng)限環(huán)區(qū)，中間部分為IGBT區(qū)和FRD區(qū)；IGBT和FRD位于同一N型襯底內(nèi)，具有多級(jí)場(chǎng)限環(huán)的終端結(jié)構(gòu)；IGBT由在襯底上依次注入發(fā)射極P阱、發(fā)射極歐姆接觸P+區(qū)、橫向MOSFEF N+源極區(qū)、背部集電極P+區(qū)構(gòu)成；FRD由在硅襯底上注入陽(yáng)極P阱和陰極N+構(gòu)成；多級(jí)場(chǎng)限環(huán)的終端結(jié)構(gòu)由在襯底上注入多個(gè)P阱和一個(gè)N阱而成。本發(fā)明半導(dǎo)體器件不需要切片就能直接進(jìn)行壓接式封裝成IGBT模塊，并且該壓接式封裝與傳統(tǒng)的功率半導(dǎo)體壓接式封裝工藝相兼容。
文檔編號(hào)H01L27/06GK102044543SQ20101055724
公開(kāi)日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2010年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月22日
發(fā)明者丁榮軍, 劉國(guó)友, 羅海輝, 覃榮震, 黃建偉 申請(qǐng)人:株洲南車時(shí)代電氣股份有限公司