一种新型结构的IGBT芯片及制备方法与流程

技术特征：
1.一种新型结构的igbt芯片，其特征在于，包括：多个元胞结构；单个所述元胞结构从上到下依次包括芯片表面区域、芯片内部区域以及芯片背面区域；其中所述芯片表面区域包括发射极区域和氧化层；所述芯片内部区域包括多晶硅层、栅极氧化层、n 发射区、p 区域、p基区、p浮动区、n-漂移区以及n-缓冲区；所述芯片背面区域包括p 集电极以及背面金属电极；单个所述元胞结构为轴对称结构；所述芯片内部区域内刻蚀有相互平行的第一沟槽和第二沟槽；所述第一沟槽内设置有所述多晶硅层和所述栅极氧化层；所述第一沟槽与单个所述元胞结构的左侧边缘之间设置有所述n 发射区、所述p 区域以及所述p基区；所述n 发射区和所述p 区域均位于所述p基区上方；所述n 发射区位于所述p 区域与所述第一沟槽之间；所述第一沟槽与所述第二沟槽之间为所述p浮动区；所述第一沟槽从所述芯片内部区域的上表面延伸至所述n-漂移区；所述n-漂移区、所述n-缓冲区、所述p 集电极以及所述背面金属电极从上到下依次层叠设置；所述氧化层的左边缘与单个所述元胞结构的左侧边缘之间刻蚀有分流通道；所述氧化层的中央区域刻蚀有多个等间距设置的分流孔；所述发射极区域覆盖所述氧化层。2.根据权利要求1所述的igbt芯片，其特征在于，所述p基区的宽度范围为2um-10um；所述p浮动区的宽度范围为8um-40um。3.根据权利要求1所述的igbt芯片，其特征在于，所述分流孔的宽度范围为2um-8um。4.根据权利要求1所述的igbt芯片，其特征在于，相邻两个所述分流孔在平行于沟槽方向上的间距范围为400um-750um。5.根据权利要求1所述的igbt芯片，其特征在于，所述n-漂移区的掺杂浓度范围为1e13～3e14，厚度范围为4～180um。6.根据权利要求1所述的igbt芯片，其特征在于，所述n-缓冲区的掺杂浓度范围为1e14～1e17，厚度范围为5um～45um。7.根据权利要求1所述的igbt芯片，其特征在于，所述背面金属电极包括多层背面金属层；所述多层背面金属层包括al层、ti层、ni层以及ag层。8.一种新型结构的igbt芯片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：准备硅材料衬底；对所述硅材料衬底进行光刻，刻蚀形成具有沟槽结构的有源区；所述沟槽结构包括相互平行的第一沟槽和第二沟槽；在所述有源区沟槽结构内氧化形成栅极氧化层，并淀积多晶硅形成多晶硅层；对所述硅材料衬底进行元胞区光刻，干法刻蚀，形成多个元胞区；在单个所述元胞区内进行硼离子注入并推结，形成p基区和p浮动区；所述p基区位于单个所述元胞区的左侧边缘与所述第一沟槽之间；所述p浮动区位于所述第一沟槽与所述第二沟槽之间；在单个所述元胞区内进行砷离子注入，退火激活，形成n 发射区；所述n 发射区位于所述p基区上方；在单个所述元胞区内进行bpsg淀积，形成表面氧化层；所述表面氧化层位于所述p基区和所述p浮动区上方；在所述表面氧化层上进行孔分流区光刻刻蚀，在所述p基区上方刻蚀出分流通道，在所
述p浮动区上方刻蚀出多个分流孔，形成所述氧化层；所述分流通道位于所述氧化层的左边缘与单个所述元胞区的左侧边缘之间；所述多个分流孔等间距设置在所述氧化层的中央区域；在所述p基区上方进行pp 区注入，形成p 区域；所述n 发射区位于所述p 区域与所述第一沟槽之间；对单个所述元胞区进行正面金属淀积，金属光刻刻蚀，形成发射极区域；所述发射极区域覆盖所述氧化层；所述发射极区域和所述氧化层构成单个元胞结构的芯片表面区域；对所述硅材料衬底进行背面减薄，形成n-漂移区；减薄后进行去应力清洗，清洗后进行n-缓冲区的注入，形成n-缓冲区；所述多晶硅层、所述栅极氧化层、所述n 发射区、所述p 区域、所述p基区、所述p浮动区、所述n-漂移区以及所述n-缓冲区构成单个所述元胞结构的芯片内部区域；在所述n-缓冲区下方进行硼注入并激活，形成p 集电极；按常规igbt背金工艺在所述p 集电极下方生长背面金属电极，形成背面金属电极；所述p 集电极和所述背面金属电极构成单个所述元胞结构的芯片背面区域；单个所述元胞结构为轴对称结构。9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述分流孔的宽度范围为2um-8um。10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，相邻两个所述分流孔在平行于沟槽方向上的间距范围为400um-750um。

技术总结
本发明涉及一种新型结构的IGBT芯片及制备方法。所述新型结构的IGBT芯片包括：多个元胞结构；单个元胞结构从上到下依次包括芯片表面区域、芯片内部区域以及芯片背面区域；其中芯片表面区域包括发射极区域和氧化层；芯片内部区域包括多晶硅层、栅极氧化层、N 发射区、P 区域、P基区、P浮动区、N-漂移区以及N-缓冲区；芯片背面区域包括P 集电极以及背面金属电极；单个元胞结构为轴对称结构；氧化层的中央区域刻蚀有多个等间距设置的分流孔。本发明通过在氧化层的中央区域刻蚀有多个等间距设置的分流孔，在P浮动区上方提供了空穴通道，防止空穴载流子在P浮动区的聚集，在保证击穿电压稳定的情况下提高了IGBT的短路能力。的情况下提高了IGBT的短路能力。的情况下提高了IGBT的短路能力。


技术研发人员：陆界江 周明江 吴磊 李娇
受保护的技术使用者：上海睿驱微电子科技有限公司
技术研发日：2022.03.07
技术公布日：2022/6/1