公开(公告)号：CN105047706A

公开(公告)日：2015-11-11

申请号：CN201510542149.7

申请日：2015-08-28

申请人： 国网智能电网研究院 ,  国网河北省电力公司 ,  国家电网公司

发明人： 刘江 ,  赵哿 ,  高明超 ,  王耀华 ,  何延强 ,  吴迪 ,  刘钺杨 ,  乔庆楠 ,  李晓平 ,  董少华 ,  金锐 ,  温家良

IPC分类号： H01L29/739 ,  H01L21/331 ,  H01L29/06

CPC分类号： H01L29/7398 ,  H01L29/0696 ,  H01L29/66333

摘要： 本发明提供一种低通态损耗IGBT及其制造方法，所述IGBT包括有源区、终端区和栅极区，所述有源区包括N-衬底区、栅极氧化层、多晶硅栅极、P-基区、N+发射区、P+集电区、发射极金属及集电极金属，所述有源区为元胞区，在所述有源区中设有空元胞结构。所述空元胞结构是通过牺牲元胞局部沟道形成的，所述元胞局部沟道是通过改变耐压环层、场氧层、多晶层、接触孔层中一种或几种组合而牺牲的。本发明制造方法通过在有源区引入无效元胞，改变了有源区PIN/PNP区域分布，优化IGBT元胞的电导调制效应，降低了IGBT饱和电压，提高了IGBT电流密度，降低了IGBT通态损耗。本发明制造的IGBT芯片在大功率密度、低通态损耗应用领域具有优势。

公开(公告)号：CN104810283A

公开(公告)日：2015-07-29

申请号：CN201510240388.7

申请日：2015-05-13

申请人： 国网智能电网研究院 ,  国家电网公司

发明人： 高明超 ,  王耀华 ,  赵哿 ,  刘江 ,  李立 ,  金锐 ,  温家良

IPC分类号： H01L21/331 ,  H01L21/28

CPC分类号： H01L29/66325 ,  H01L29/0649 ,  H01L29/401 ,  H01L29/41 ,  H01L29/66333

摘要： 本发明涉及一种适用于压接式封装的IGBT芯片制造方法，包括选取硅衬底并对所述硅衬底进行预处理；在所述硅衬底表面进行场氧化层生长，并对所述场氧化层进行刻蚀；制作栅氧化层和多晶硅栅电极；制作P阱和N阱；制作Spacer、P+型掺杂区和N+型掺杂区；在所述多晶硅栅电极上方形成正面电极EM2；在所述正面电极EM2外侧形成正面电极EM1；在所述硅衬底背面形成P+集电区；制作所述背面电极C。本发明提供的技术方案对工艺精度要求低，且节省流片成本。

公开(公告)号：CN103268859B

公开(公告)日：2015-02-18

申请号：CN201210402834.6

申请日：2012-10-22

申请人： 国网智能电网研究院 ,  国家电网公司

发明人： 刘江 ,  赵哿 ,  高明超 ,  金锐

IPC分类号： H01L21/331

摘要： 本发明涉及一种IGBT芯片背面制造方法，包括下述步骤：A、对IGBT芯片背面减薄；B、对所述IGBT芯片背面注入元素；C、对所述IGBT芯片背面退火；D、对所述IGBT芯片背面采用金属；E、对所述IGBT芯片进行背面合金工艺。在IGBT芯片正面完成后或者穿插在IGBT芯片正面制造过程中。通过减薄，注入，激活，扩散，背金，合金等工艺，完成IGBT芯片背面的结形貌（包括背发射极，背面缓冲层等）；同时完成背面集电极的电极引出。本发明加工步骤简洁，IGBT芯片背面制造方法的优化有利于改善芯片的性能，提高IGBT封装后的可靠性。

公开(公告)号：CN103035694B

公开(公告)日：2014-08-13

申请号：CN201210513798.0

申请日：2012-12-04

申请人： 国网智能电网研究院 ,  国家电网公司

发明人： 赵哿 ,  高明超 ,  刘江 ,  金锐

IPC分类号： H01L29/739 ,  H01L29/06 ,  H01L29/40 ,  H01L21/331 ,  H01L21/28

摘要： 本发明涉及电力电子领域的功率器件及其制造方法，具体涉及一种具有终端保护结构的IGBT芯片及其制造方法，终端保护结构包括P型连续场限环结构和多级场板结构；将所述P型连续场限环结构与多级场板结构通过接触孔电极互连结构和金属电极互连结构进行等电位连接。制造方法包括下述步骤：（一）制作IGBT芯片P型连续场限环结构；（二）制作IGBT芯片场氧化膜结构；（三）制作IGBT芯片栅极结构和多级场板部分结构；（四）制作IGBT芯片有源区结构和P型连续场限环的延伸结构；（五）制作IGBT芯片电极互连结构；（六）制作IGBT芯片钝化保护结构；（七）制作IGBT芯片背面结构。本发明在能够保证600V至6500V的IGBT器件耐压性能的同时，还缩小终端保护区域的面积，降低成本。

公开(公告)号：CN103268859A

公开(公告)日：2013-08-28

申请号：CN201210402834.6

申请日：2012-10-22

申请人： 国网智能电网研究院 ,  国家电网公司

发明人： 刘江 ,  赵哿 ,  高明超 ,  金锐

IPC分类号： H01L21/331

摘要： 本发明涉及一种IGBT芯片背面制造方法，包括下述步骤：A、对IGBT芯片背面减薄；B、对所述IGBT芯片背面注入元素；C、对所述IGBT芯片背面退火；D、对所述IGBT芯片背面采用金属；E、对所述IGBT芯片进行背面合金工艺。在IGBT芯片正面完成后或者穿插在IGBT芯片正面制造过程中。通过减薄，注入，激活，扩散，背金，合金等工艺，完成IGBT芯片背面的结形貌（包括背发射极，背面缓冲层等）；同时完成背面集电极的电极引出。本发明加工步骤简洁，IGBT芯片背面制造方法的优化有利于改善芯片的性能，提高IGBT封装后的可靠性。

公开(公告)号：CN103531620B

公开(公告)日：2017-02-08

申请号：CN201310527108.1

申请日：2013-10-30

申请人： 国家电网公司 ,  国网上海市电力公司 ,  国网智能电网研究院

发明人： 刘江 ,  包海龙 ,  张宇 ,  刘隽 ,  车家杰 ,  赵哿 ,  高明超 ,  金锐

IPC分类号： H01L29/739 ,  H01L29/06 ,  H01L21/331

摘要： 本发明涉及半导体器件技术，具体涉及一种基于N型注入层的IGBT芯片及其制造方法。IGBT芯片包括有源区、终端区和栅极区，在所述有源区和所述终端区均设有N型注入层；所述N型注入层在有源区包括以下设置方式：所述N型注入层包围P-基区；所述N型注入层包围P-基区且延伸到栅氧化层的下方和所述N型注入层包围P-基区且未包围P-基区拐角处。还提供了一种IGBT芯片的制造方法，本发明中在IGBT设计时引入N型注入层，优化了终端区的设计，降低了终端区的尺寸。同时降低了有源区的饱和电压，提高了芯片的电流能力。本发明在不影响IGBT芯片其他性能的前提下，通过引入N型注入层，优化IGBT芯片各功能区域的比例，提高了IGBT芯片的电流能力。

公开(公告)号：CN106298897A

公开(公告)日：2017-01-04

申请号：CN201510249973.3

申请日：2015-05-15

申请人： 国网智能电网研究院 ,  国网浙江省电力公司国家电网公司

发明人： 李晓平 ,  刘江 ,  赵哿 ,  高明超 ,  王耀华 ,  刘钺杨 ,  吴迪 ,  何延强 ,  李立 ,  乔庆楠 ,  曹功勋 ,  董少华 ,  金锐 ,  温家良

IPC分类号： H01L29/739 ,  H01L29/417 ,  H01L21/28 ,  H01L21/331

摘要： 本发明涉及一种具有分离式集电极的平面栅IGBT，包括衬底、依次设置在衬底上的正面金属电极、隔离氧化膜和平面栅极，平面栅极与衬底之间的P阱区，依次设置于P阱区内N+型掺杂区和P+型掺杂区，依次设置于衬底背面的背面N型低掺杂缓冲区和背面P+集电区，在背面P+集电区上设有采用绝缘介质填充的背面凹槽，背面凹槽深度大于、等于或小于背面P+集电区的厚度，绝缘介质完全或部分填充凹槽，绝缘介质与P+集电区有交叠，本发明在传统的平面栅型IGBT基础上，通过增加浅凹槽或氧化层隔离结构形成分离式集电极，此结构有效抑制IGBT器件的空穴注入效率，避免过大的反向恢复电荷；有效抑制IGBT器件关断过程中的拖尾电流，降低关断损耗，使得开关速度更快。

公开(公告)号：CN106033772A

公开(公告)日：2016-10-19

申请号：CN201510122358.6

申请日：2015-03-19

申请人： 国家电网公司 ,  国网智能电网研究院 ,  国网浙江省电力公司

发明人： 刘江 ,  赵哿 ,  高明超 ,  王耀华 ,  何延强 ,  吴迪 ,  刘钺杨 ,  乔庆楠 ,  李晓平 ,  董少华 ,  李立 ,  金锐

IPC分类号： H01L29/739 ,  H01L29/06 ,  H01L29/423 ,  H01L21/28 ,  H01L21/331

CPC分类号： H01L29/7395 ,  H01L29/0684 ,  H01L29/42312 ,  H01L29/66333

摘要： 本发明涉及一种具有改善安全工作区的IGBT器件及其制造方法，在所述IGBT器件有源区设有多晶侧壁保护结构和浅P+结构；所述多晶侧壁保护结构位于多晶硅栅极两侧；所述浅P+结构位于N+区和P-基区之间；在N+区预留空穴通路，形成空穴旁路结构。本发明引入spacer工艺，引入浅P+掺杂工艺；该发明无需增加光刻，可改善N+区下方掺杂分布，改善了空穴流分布，改善了电场分布，减少了寄生晶闸管栓锁。

公开(公告)号：CN104934469A

公开(公告)日：2015-09-23

申请号：CN201410100834.X

申请日：2014-03-18

申请人： 国家电网公司 ,  国网智能电网研究院 ,  国网北京市电力公司

发明人： 王耀华 ,  赵哿 ,  李立

IPC分类号： H01L29/739 ,  H01L29/06 ,  H01L21/331

摘要： 本发明涉及一种IGBT终端结构及其制造方法。IGBT终端结构包括N型单晶硅片、P型场限环、场氧化层、栅氧化层、多晶硅层、硼磷硅玻璃以及金属层，P型场限环位于N型单晶硅片中，场氧化层和栅氧化层并行排列，均位于N型单晶硅片的表面，多晶硅层位于场氧化层表面，硼磷硅玻璃位于场氧化层的表面并延伸至多晶硅层和栅氧化层的表面，在硼磷硅玻璃刻蚀有金属连接孔，金属层通过金属连接孔与P型场限环及多晶硅层连接；在P型场限环的外侧增加结深比场限环浅的P型环，使PN结在反偏时耗尽层进一步扩展，减小柱面结位置的电场强度，实现终端效率和可靠性的提高。该制造方法中增加的P型环和有源区P阱注入使用同一块掩膜版，在P阱注入完成该区域的注入掺杂。

公开(公告)号：CN104409485A

公开(公告)日：2015-03-11

申请号：CN201410737058.4

申请日：2014-12-05

申请人： 国家电网公司 ,  国网智能电网研究院 ,  国网浙江省电力公司

发明人： 高明超 ,  王耀华 ,  赵哿 ,  刘江 ,  金锐 ,  温家良

IPC分类号： H01L29/739 ,  H01L21/331 ,  H01L29/423 ,  H01L21/265

CPC分类号： H01L29/7393 ,  H01L21/265 ,  H01L29/66325

摘要： 本发明涉及一种具有低反向传输电容抗闩锁结构的平面栅IGBT及制造方法，本发明在常规方法基础上对P阱注入进行改进，在P阱总注入剂量和总推阱时间不变的情况下采用P阱多次注入，多次推结方式，使得N+区下方P阱浓度更高，更有效的降低空穴电流流经路径的电阻，有效抑制IGBT器件大电流状态下的闩锁现象，电阻的降低同时可以降低通态压降。本发明在JFET区上方添加一层厚度1.0-1.5μm的场氧化层，减小IGBT器件的反向传输电容，降低器件关断时反向传输电容的放电时间，减小关断损耗；通过减小IGBT器件的反向传输电容同样可以达到避免短路测试时发生LC震荡的目的。