短路電流能 力會提高。但本發(fā)明電流溝道密度隨D1/L1的增大不是等比例減小，因?yàn)樵谠磪^(qū)不注入?yún)^(qū) 3-2的長度Dl區(qū)域還是會有電流，只是通過源區(qū)不注入?yún)^(qū)3-2長度L的區(qū)域處流出。
[0021] 見圖3所示，本發(fā)明的源區(qū)不注入?yún)^(qū)3-2的長度Dl與源區(qū)注入?yún)^(qū)3-1的長度L比 值控制在0. 0001~1，即源區(qū)注入?yún)^(qū)3-1的長度L為源區(qū)電阻區(qū)3-12的長度Ll與接觸孔 引出區(qū)3-11的長度L2之和，為了能很好的調(diào)節(jié)通態(tài)壓降與短路電流能力，最好是源區(qū)不注 入?yún)^(qū)3-2的長度Dl與源區(qū)注入?yún)^(qū)3-1的長度L比值控制在0. 001~0. 5,該D1/L的比值在 0. 01~0. 4,如D1/L的比值在0. 05、0. 20、0. 25、0. 3、0. 35等，通過調(diào)整源區(qū)不注入?yún)^(qū)3-2 和長度D與源區(qū)注入?yún)^(qū)3-1的長度L比值，來達(dá)到所需的通態(tài)壓降和短路電流能力。
[0022] 見圖3~5所示，本發(fā)明各源區(qū)注入?yún)^(qū)3-1包括接觸孔引出區(qū)3-11和源區(qū)電阻區(qū) 3-12,見圖3所示，本發(fā)明源區(qū)注入?yún)^(qū)3-1的源區(qū)電阻區(qū)3-12位于接觸孔引出區(qū)3-11的兩 偵牝使源區(qū)注入?yún)^(qū)3-1可呈Z字形，或I字形，或等同的其它形狀，在電流IE經(jīng)源區(qū)注入?yún)^(qū) 3-1時，先經(jīng)源區(qū)電阻區(qū)3-12再通過接觸孔引出區(qū)3-11流出，使得源區(qū)電阻區(qū)3-12的電流 無法直接從接觸孔2流走。本發(fā)明由于電流IE需要經(jīng)過一段源區(qū)電阻區(qū)3-12,故而增加了 源區(qū)電阻，能提高抗閂鎖能力。
[0023] 見圖3所示，本發(fā)明源區(qū)電阻區(qū)的長度Ll與接觸孔引出區(qū)的長度L2的比值控制 在0. 5~10,最好源區(qū)電阻區(qū)的長度Ll與接觸孔引出區(qū)的長度L2的比值控制在2~8,如 L1/L2的比值在3、5、或7等，而源區(qū)的接觸孔引出區(qū)的長度L2在0. 5~20 μ m，方便控制電 流溝道長度，本發(fā)明接觸孔引出區(qū)的長度L2能控制在1~10 μ m，如接觸孔引出區(qū)的長度 L2在2μπι、5μπι或8μπι等，可根據(jù)器件所需的性能進(jìn)行調(diào)整。
[0024] 見圖3所示，本發(fā)明源區(qū)電阻區(qū)邊緣與接觸孔邊緣之間的距離D2>0,在能確保工 藝制作的同時，使接觸孔2仍然無法與源區(qū)的源區(qū)電阻區(qū)3-12接觸，本發(fā)明源區(qū)電阻區(qū)邊 緣與接觸孔邊緣之間的間距D2和源區(qū)電阻區(qū)邊緣與多晶硅層邊緣之間的間距D3之和控制 在0. 1~lym，最好源區(qū)電阻區(qū)邊緣與接觸孔邊緣之間的間距D2和源區(qū)電阻區(qū)邊緣與多 晶硅層邊緣之間的間距D3之和控制在0. 2~0. 5 μ m，如D2與D3之和在0. 25 μ m、0. 35 μ m 或0.4 μ m等，當(dāng)源區(qū)電阻區(qū)邊緣與多晶硅層邊緣之間的間距D3越小、而接觸孔引出區(qū)3-11 的長度L2越小，則電流IE需要經(jīng)過源區(qū)電阻區(qū)3-12的源區(qū)電阻就越大，抗閂鎖就能力越 強(qiáng)，因此能通過調(diào)整源區(qū)結(jié)構(gòu)來調(diào)整源區(qū)電阻的大小。
[0025] 本發(fā)明按常規(guī)工藝制作絕緣柵雙極晶體管，根據(jù)不同的產(chǎn)品要求對通態(tài)壓降與擊 穿電壓、通態(tài)壓降與開關(guān)速度以及通態(tài)壓降與短路電流能力的平衡，來對源區(qū)的結(jié)構(gòu)形狀 和尺寸進(jìn)行調(diào)整，具體實(shí)施例及效果見表1所示。
[0026] 本發(fā)明對源區(qū)結(jié)構(gòu)形狀和尺寸進(jìn)行調(diào)整，而且只要對源區(qū)注入的一張光刻版進(jìn)行 修改即可實(shí)現(xiàn)上述調(diào)整，無論是在平面柵IGBT還是溝槽柵IGBT都可以采用本發(fā)明的源區(qū) 結(jié)構(gòu)，方便實(shí)現(xiàn)通態(tài)壓降與短路電流能力及閂鎖能力的折衷調(diào)整。
[0027] 表 1
[0028]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種絕緣柵雙極晶體管的源區(qū)結(jié)構(gòu)，其特征在于：在絕緣柵雙極晶體管正面的源區(qū) 沿垂直于導(dǎo)電溝道方向的區(qū)域包括間隔設(shè)置兩個以上的源區(qū)注入?yún)^(qū)和相鄰兩源區(qū)注入?yún)^(qū) 之間的源區(qū)不注入?yún)^(qū)，各源區(qū)注入?yún)^(qū)包括接觸孔引出區(qū)和源區(qū)電阻區(qū)，電流經(jīng)源區(qū)注入?yún)^(qū) 時，先經(jīng)源區(qū)電阻區(qū)后再通過接觸孔引出區(qū)流出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣柵雙極晶體管的源區(qū)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述源區(qū)注入 區(qū)的源區(qū)電阻區(qū)位于接觸孔引出區(qū)的兩側(cè)，源區(qū)注入?yún)^(qū)呈Z形或I字形。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣柵雙極晶體管的源區(qū)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述源區(qū)不注 入?yún)^(qū)的長度Dl與源區(qū)注入?yún)^(qū)的長度L比值控制在0.0 OOl~1。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的絕緣柵雙極晶體管的源區(qū)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述源區(qū)不注 入?yún)^(qū)的長度Dl與源區(qū)注入?yún)^(qū)的長度L比值控制在0. 001~0. 5。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣柵雙極晶體管的源區(qū)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述源區(qū)電阻 區(qū)的長度Ll與接觸孔引出區(qū)的長度L2比值控制在0.5~10。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的絕緣柵雙極晶體管的源區(qū)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述源區(qū)電阻 區(qū)的長度Ll與接觸孔引出區(qū)的長度L2比值控制在2~8。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的絕緣柵雙極晶體管的源區(qū)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述源區(qū) 其接觸孔引出區(qū)的長度L2在0. 5~20iim。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣柵雙極晶體管的源區(qū)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述源區(qū)電阻 區(qū)邊緣與接觸孔邊緣之間的距離D2 > 0,且源區(qū)電阻區(qū)邊緣與接觸孔邊緣之間的距離D2和 源區(qū)電阻區(qū)邊緣與多晶硅層邊緣之間的間距D3之和控制在0. 1~Iy m。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種絕緣柵雙極晶體管的源區(qū)結(jié)構(gòu)，在絕緣柵雙極晶體管正面的源區(qū)沿垂直于導(dǎo)電溝道方向的區(qū)域包括間隔設(shè)置兩個以上的源區(qū)注入?yún)^(qū)和相鄰兩源區(qū)注入?yún)^(qū)之間的源區(qū)不注入?yún)^(qū)，各源區(qū)注入?yún)^(qū)包括接觸孔引出區(qū)和源區(qū)電阻區(qū)，電流經(jīng)源區(qū)注入?yún)^(qū)時，經(jīng)源區(qū)電阻區(qū)后再通過接觸孔引出區(qū)流出。本發(fā)明能對絕緣柵雙極晶體管短路電流能力和抗閂鎖能力同時進(jìn)行調(diào)整，并能簡化工藝降低制造成本。
【IPC分類】H01L29-08, H01L29-737
【公開號】CN104752495
【申請?zhí)枴緾N201310724340
【發(fā)明人】戚麗娜, 張景超, 劉利峰, 趙善麒, 王曉寶
【申請人】江蘇宏微科技股份有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2013年12月25日