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公开(公告)号：CN107331702A
公开(公告)日：2017-11-07
申请号：CN201610282105.X
申请日：2016-04-29
Applicant: 株洲中车时代电气股份有限公司
IPC: H01L29/739 , H01L29/06
CPC classification number: H01L29/7393 , H01L29/0696
Abstract: 本发明提供一种具有超结结构的载流子注入型IGBT，包括：半导体衬底和元胞区；元胞区包括位于半导体衬底表面内的第一基区、第二基区、位于第一基区中的第一源区、位于第二基区中的第二源区和位于第一基区与第二基区之间且与第一基区、第二基区平行设置的超结结构，其中，超结结构包括交替设置的N型区与P型区。上述IGBT结构采用超结结构，引入的N型区与P型区在IGBT承受反向电压时能相互耗尽，降低元胞区峰值电场强度，提高了IGBT的耐压能力，同时载流子存储区的掺杂浓度也能进一步提高。
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公开(公告)号：CN106409898A
公开(公告)日：2017-02-15
申请号：CN201610940446.1
申请日：2016-11-01
Applicant: 株洲中车时代电气股份有限公司
IPC: H01L29/739 , H01L21/331 , H01L29/06 , H01L29/10
Abstract: 本申请公开了一种具有埋氧化层的沟槽栅IGBT及其制作方法，该方法包括在N型硅衬底表面进行磷注入形成N型区，N型硅衬底形成N-漂移区；在N型区的表面进行硼注入，形成P基区；在N型区下部进行高能氧离子注入，形成第一埋氧层和第二埋氧层，经后续高温工艺后，第一埋氧层和第二埋氧层分别形成第一埋氧化层和第二埋氧化层，所述第一埋氧化层和所述第二埋氧化层之间形成具有预设宽度的沟道，所述沟道用于对从所述N-漂移区和所述P基区之间流出的空穴进行限流；制作沟槽栅并形成IGBT结构。通过在沟槽栅IGBT底部引入埋氧化层，缩小从其源极流出的空穴路径的面积，遏制源极空穴电流大小，降低IGBT导通压降。
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公开(公告)号：CN108766885B
公开(公告)日：2020-09-11
申请号：CN201810149985.2
申请日：2018-02-13
Applicant: 株洲中车时代电气股份有限公司
IPC: H01L21/331 , H01L29/423
Abstract: 本发明公开了一种具有三维沟道的复合栅IGBT芯片的制作方法，包括：在晶圆基片的上表面形成第一氧化层；对第一氧化层上的第一预设位置进行刻蚀，裸露出下方的晶圆基片；将P型杂质注入到裸露的晶圆基片的第二预设位置，并使其扩散第一结深形成P阱；对P阱上的第三预设位置进行刻蚀，形成沟槽，沟槽深度大于P阱深度；在沟槽内表面以及裸露的晶圆基片上表面形成第二氧化层；在沟槽内以及第一氧化层和第二氧化层上形成多晶硅层，沟槽内的多晶硅填满沟槽；对多晶硅层上的第四预设位置进行刻蚀，裸露出沟槽的沟槽口以及部分P阱上方的第二氧化层。本发明制作方法制成的IGBT芯片既具有较好的耐压性，同时也增大了沟道密度，从而大幅度提升了芯片电流密度。
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公开(公告)号：CN109841674B
公开(公告)日：2020-08-28
申请号：CN201711225585.7
申请日：2017-11-29
Applicant: 株洲中车时代电气股份有限公司
IPC: H01L29/739 , H01L29/08
Abstract: 本发明涉及具有改进的发射极结构的沟槽栅IGBT。沟槽栅IGBT包括平行的两个沟槽以及位于所述两个沟槽之间的P基区和发射极，其中，所述发射极位于所述P基区上方，所述发射极包括多个N++区与两两相接的多个P++区，其中，从所述沟槽栅IGBT的顶面看，每个所述P++区的形状均为以下任一种：圆形，其内接于所述两个沟槽的侧壁；椭圆形，其内接于所述两个沟槽的侧壁；以及N边形，N为大于或等于2的偶数，其中，所述N边形有且只有两个顶点分别位于所述两个沟槽的侧壁上，且所述N边形关于所述两个沟槽中间的与所述沟槽平行的直线对称，并且，所述N++区为所述两个沟槽的侧壁之间的除了所述P++区之外的区域。
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公开(公告)号：CN106409898B
公开(公告)日：2019-06-28
申请号：CN201610940446.1
申请日：2016-11-01
Applicant: 株洲中车时代电气股份有限公司
IPC: H01L29/739 , H01L21/331 , H01L29/06 , H01L29/10
Abstract: 本申请公开了一种具有埋氧化层的沟槽栅IGBT及其制作方法，该方法包括在N型硅衬底表面进行磷注入形成N型区，N型硅衬底形成N‑漂移区；在N型区的表面进行硼注入，形成P基区；在N型区下部进行高能氧离子注入，形成第一埋氧层和第二埋氧层，经后续高温工艺后，第一埋氧层和第二埋氧层分别形成第一埋氧化层和第二埋氧化层，所述第一埋氧化层和所述第二埋氧化层之间形成具有预设宽度的沟道，所述沟道用于对从所述N‑漂移区和所述P基区之间流出的空穴进行限流；制作沟槽栅并形成IGBT结构。通过在沟槽栅IGBT底部引入埋氧化层，缩小从其源极流出的空穴路径的面积，遏制源极空穴电流大小，降低IGBT导通压降。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN108766885A
公开(公告)日：2018-11-06
申请号：CN201810149985.2
申请日：2018-02-13
Applicant: 株洲中车时代电气股份有限公司
IPC: H01L21/331 , H01L29/423
Abstract: 本发明公开了一种具有三维沟道的复合栅IGBT芯片的制作方法，包括：在晶圆基片的上表面形成第一氧化层；对第一氧化层上的第一预设位置进行刻蚀，裸露出下方的晶圆基片；将P型杂质注入到裸露的晶圆基片的第二预设位置，并使其扩散第一结深形成P阱；对P阱上的第三预设位置进行刻蚀，形成沟槽，沟槽深度大于P阱深度；在沟槽内表面以及裸露的晶圆基片上表面形成第二氧化层；在沟槽内以及第一氧化层和第二氧化层上形成多晶硅层，沟槽内的多晶硅填满沟槽；对多晶硅层上的第四预设位置进行刻蚀，裸露出沟槽的沟槽口以及部分P阱上方的第二氧化层。本发明制作方法制成的IGBT芯片既具有较好的耐压性，同时也增大了沟道密度，从而大幅度提升了芯片电流密度。
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公开(公告)号：CN107564954A
公开(公告)日：2018-01-09
申请号：CN201610503258.2
申请日：2016-06-30
Applicant: 株洲中车时代电气股份有限公司
IPC: H01L29/739 , H01L29/40 , H01L29/423
Abstract: 一种功率半导体，包括：衬底；形成在衬底中的第一导电区域，第一导电区域中形成有具有第一导电类型的源极区；形成在衬底一表面的栅氧化层，栅极氧化层与源极区接触；形成在栅氧化层上的第一多晶硅层；其中，栅氧化层内部形成有第二多晶硅层，第二多晶硅层的一端位于第一导电区域上方，另一端与功率半导体的元胞右边缘对齐。该功率半导体的栅氧化层内部形成有浮空多晶硅层，因此在栅氧化层内部形成了场板结构，提高了器件的耐压性能，使得增强型载流子层的掺杂浓度及元胞之间的距离可以进一步增大，减小了器件的基区电阻及JFET区电阻，从而降低了通态压降，并实现了通态压降与耐压的良好折中。
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公开(公告)号：CN106941114A
公开(公告)日：2017-07-11
申请号：CN201610003233.6
申请日：2016-01-05
Applicant: 株洲中车时代电气股份有限公司
IPC: H01L29/739 , H01L29/417
Abstract: 本发明提供一种沟槽栅IGBT，包括：半导体衬底和第一结构，所述第一结构包括位于所述半导体衬底表面内的第一沟槽栅结构及第二沟槽栅结构；其中，第二沟槽栅结构位于两个第一沟槽栅结构之间，第一沟槽栅结构为真栅，第二沟槽栅结构为假栅；发射极金属与第二沟槽栅结构相接触。由于现有技术中的发射极金属接触区设置在沟槽之间，而本发明中的发射极金属接触区不限于沟槽之间，即发射极金属接触区包含了与假栅接触部分，增大了发射极金属接触区，使用此种结构并没有使沟槽间距增大，相反，还可以将第一沟槽栅结构与第二沟槽栅结构之间的距离适当缩小，使真栅与假栅之间的间距不再受发射极最小接触面积的影响，显著降低沟槽栅IGBT的导通压降。
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公开(公告)号：CN108428740B
公开(公告)日：2020-09-04
申请号：CN201810148858.0
申请日：2018-02-13
Applicant: 株洲中车时代电气股份有限公司
IPC: H01L29/739 , H01L29/423
Abstract: 本发明公开了一种具有含虚栅的复合栅结构的IGBT芯片，包括形成于晶圆基片上的若干复合栅单元，复合栅单元包括栅极区和有源区，栅极区包括第一沟槽栅极、第二沟槽栅极和平面栅极，平面栅极与第一沟槽栅极相连，第二沟槽栅极悬空、接地或与平面栅极相连；有源区包括位于栅极区两侧的沟槽栅有源区和平面栅有源区，其均包括自下而上分布的N阱区、P阱区、P+掺杂区和N+掺杂扩散区。本发明可实现平面栅极和第一沟槽栅极共存于同一芯片，从而大大提升芯片密度，并通过平面栅极和第一沟槽栅极之间的第二沟槽栅极有效屏蔽平面栅极和第一沟槽栅极二者间相互干扰，同时优化复合栅的输入和输出电容，优化芯片开通电流的变化率，降低开关损耗。
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公开(公告)号：CN108538910B
公开(公告)日：2020-08-14
申请号：CN201810149376.7
申请日：2018-02-13
Applicant: 株洲中车时代电气股份有限公司
IPC: H01L29/739 , H01L29/423
Abstract: 本发明公开了一种具有复合栅的IGBT芯片，包括晶圆基片以及形成在晶圆基片上的若干个依次排列的元胞，元胞包括两个轴对称的复合栅单元；复合栅单元包括设置于晶圆基片上的源极区和栅极区，栅极区包括设置于源极区两侧的平面栅极区和沟槽栅极区；沟槽栅极区包括沟槽栅和辅助子区。本发明提供的具有复合栅的IGBT芯片，通过将平面栅极和沟槽栅极复合于同一元胞，从而大幅度提升芯片密度并保留沟槽栅低通耗，高电流密度和平面栅宽安全工作区的特性。
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