功率ic器件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型尤其涉及一種功率IC器件。
【背景技術(shù)】
[0002]功率IC(Integrated Circuit:半導(dǎo)體集成電路)器件由于要進(jìn)行功率管理以及功率控制，所以，其由可操作高電流、高電壓的功率IGBT晶體管及其控制電路的構(gòu)成。
[0003]特別是由于IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:絕緣柵雙極型晶體管)可操作在電源供給和馬達(dá)控制時(shí)所需的高功率，所以，作為有效的功率IGBT晶體管受人矚目。
[0004]現(xiàn)有的功率IC結(jié)構(gòu)，只是用于平面型的，這樣會增加器件面積，并且給封裝帶來困難，導(dǎo)致成本增加。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是:為了解決上述問題，本實(shí)用新型提供一種功率IC器件來解決上述問題。
[0006]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種功率IC器件，包括設(shè)置在同一芯片上的表層溝道CMOS晶體管和溝槽型功率IGBT晶體管，所述的溝槽型功率IGBT晶體管的發(fā)射極和所述的表層溝道CMOS晶體管的柵極設(shè)置在同一水平面。
[0007]所述的表層溝道CMOS晶體管包括，第一反型區(qū)，設(shè)置在所述表層溝道CMOS晶體管的表面層上的第一溝槽旁且平行于所述表層溝道CMOS晶體管的表面層；柵極，設(shè)置在所述表層溝道CMOS晶體管的表面層上的反轉(zhuǎn)溝區(qū)的上層。
[0008]所述的溝槽型功率IGBT晶體管包括，第二溝槽，設(shè)置在所述溝槽型功率IGBT晶體管的表面層上；柵區(qū)，設(shè)置在第二溝槽內(nèi)；第二反型區(qū)，設(shè)置在第二溝槽的側(cè)壁；發(fā)射極，設(shè)置在所述溝槽型功率IGBT晶體管的表面層上，且位于柵區(qū)與第二反型區(qū)的上方；集電極，設(shè)置在所述溝槽型功率IGBT晶體管的背面。
[0009]所述的溝槽型功率IGBT晶體管的發(fā)射極和表層溝道CMOS晶體管的柵極由非晶硅、多晶硅或多晶硅-硅化物制成。
[0010]所述的溝槽型功率IGBT晶體管是N溝道型晶體管，所述的溝槽型功率IGBT晶體管還包括頂層和位于頂層下的基區(qū)，所述的基區(qū)設(shè)置在發(fā)射極上。
[0011 ] 所述的頂層由第一 N型導(dǎo)電層構(gòu)成，所述的基區(qū)由第二 N型導(dǎo)電層構(gòu)成，所述的第二N型導(dǎo)電層的載流子濃度大于第一 N型導(dǎo)電層的載流子濃度。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是，本實(shí)用新型功率IC器件，采用溝槽型功率IGBT晶體管結(jié)構(gòu)取代傳統(tǒng)的平面型IGBT結(jié)構(gòu)，并與表層溝道CMOS晶體管形成在同一個(gè)芯片上，這樣會在單位面積內(nèi)增加管芯數(shù)，從而提高產(chǎn)量，增加效益。
【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0014]圖1是本實(shí)用新型功率IC器件最優(yōu)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，
[0015]圖2是本實(shí)用新型功率IC器件電路圖。
[0016]圖中1、表層溝道CMOS晶體管，2、溝槽型功率IGBT晶體管，3、發(fā)射極，4、柵極，5、第一反型區(qū)，6、第二溝槽，7、柵區(qū)，8、第二反型區(qū)，9、集電極，10、頂層，11、基區(qū)。
【具體實(shí)施方式】
[0017]現(xiàn)在結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本實(shí)用新型的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本實(shí)用新型有關(guān)的構(gòu)成。
[0018]如圖1所示，本實(shí)用新型功率IC器件，包括設(shè)置在同一芯片上的表層溝道CMOS晶體管I和溝槽型功率IGBT晶體管2，溝槽型功率IGBT晶體管2的發(fā)射極3和表層溝道CMOS晶體管I的柵極4設(shè)置在同一水平面。
[0019]表層溝道CMOS晶體管I包括，第一反型區(qū)5，設(shè)置在表層溝道CMOS晶體管I的表面層上的第一溝槽旁且平行于表層溝道CMOS晶體管的表面層；柵極4，設(shè)置在表層溝道CMOS晶體管I的表面層上的反轉(zhuǎn)溝區(qū)的上層。
[0020]溝槽型功率IGBT晶體管2包括，第二溝槽6，設(shè)置在所述溝槽型功率IGBT晶體管2的表面層上；柵區(qū)7，設(shè)置在第二溝槽6內(nèi)；第二反型區(qū)8，設(shè)置在第二溝槽6的側(cè)壁；發(fā)射極3，設(shè)置在溝槽型功率IGBT晶體管2的表面層上，且位于柵區(qū)7與第二反型區(qū)8的上方；集電極9，設(shè)置在所述溝槽型功率IGBT晶體管2的背面。
[0021 ] 溝槽型功率IGBT晶體管2的發(fā)射極3和表層溝道CMOS晶體管I的柵極4由非晶硅、多晶硅或多晶硅-硅化物制成。
[0022]溝槽型功率IGBT晶體管2是N溝道型晶體管，溝槽型功率IGBT晶體管2還包括頂層10和位于頂層10下的基區(qū)11，基區(qū)11設(shè)置在發(fā)射極3上。
[0023]頂層10由第一 N型導(dǎo)電層構(gòu)成，基區(qū)11由第二 N型導(dǎo)電層構(gòu)成，第二 N型導(dǎo)電層的載流子濃度大于第一 N型導(dǎo)電層的載流子濃度。如圖2所示，表層溝道CMOS晶體管I通過溫度和電流的變化來控制溝槽型功率IGBT晶體管2。
[0024]以上述依據(jù)本實(shí)用新型的理想實(shí)施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)實(shí)用新型技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)實(shí)用新型的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種功率IC器件，其特征是:包括設(shè)置在同一芯片上的表層溝道CMOS晶體管(I)和溝槽型功率IGBT晶體管(2)，所述的溝槽型功率IGBT晶體管(2)的發(fā)射極(3)和所述的表層溝道CMOS晶體管(I)的柵極(4)設(shè)置在同一水平面。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率IC器件，其特征是:所述的表層溝道CMOS晶體管(I)包括， 第一反型區(qū)(5)，設(shè)置在所述表層溝道CMOS晶體管(I)的表面層上的第一溝槽旁且平行于所述表層溝道CMOS晶體管(I)的表面層； 柵極(4)，設(shè)置在所述表層溝道CMOS晶體管(I)的表面層上的反轉(zhuǎn)溝區(qū)的上層。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率IC器件，其特征是:所述的溝槽型功率IGBT晶體管(2)包括， 第二溝槽￠)，設(shè)置在所述溝槽型功率IGBT晶體管(2)的表面層上； 柵區(qū)(7)，設(shè)置在第二溝槽(6)內(nèi)； 第二反型區(qū)(8)，設(shè)置在第二溝槽(6)的側(cè)壁； 發(fā)射極(3)，設(shè)置在所述溝槽型功率IGBT晶體管(2)的表面層上，且位于柵區(qū)(7)與第二反型區(qū)(8)的上方； 集電極(9)，設(shè)置在所述溝槽型功率IGBT晶體管(2)的背面。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的功率IC器件，其特征是:所述的溝槽型功率IGBT晶體管(2)的發(fā)射極⑶和表層溝道CMOS晶體管⑴的柵極(4)由非晶硅、多晶硅或多晶硅-硅化物制成。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的功率IC器件，其特征是:所述的溝槽型功率IGBT晶體管(2)是N溝道型晶體管，所述的溝槽型功率IGBT晶體管(2)還包括頂層(10)和位于頂層(10)下的基區(qū)(11)，所述的基區(qū)(11)設(shè)置在發(fā)射極(3)上。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的功率IC器件，其特征是:所述的頂層(10)由第一N型導(dǎo)電層構(gòu)成，所述的基區(qū)(11)由第二 N型導(dǎo)電層構(gòu)成，所述的第二 N型導(dǎo)電層的載流子濃度大于第一 N型導(dǎo)電層的載流子濃度。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種功率IC器件，包括設(shè)置在同一芯片上的表層溝道CMOS晶體管和溝槽型功率IGBT晶體管，所述的溝槽型功率IGBT晶體管的發(fā)射極和所述的表層溝道CMOS晶體管的柵極設(shè)置在同一水平面。本實(shí)用新型功率IC器件，采用溝槽型功率IGBT晶體管結(jié)構(gòu)取代傳統(tǒng)的平面型IGBT結(jié)構(gòu)，并與表層溝道CMOS晶體管形成在同一個(gè)芯片上，這樣會在單位面積內(nèi)增加管芯數(shù)，從而提高產(chǎn)量，增加效益。
【IPC分類】H01L27/06, H01L29/739
【公開號】CN204614787
【申請?zhí)枴緾N201520070002
【發(fā)明人】郝建勇, 張志娟, 周炳
【申請人】張家港意發(fā)功率半導(dǎo)體有限公司
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年1月30日