提升抗LATCH UP能力的方法及系统

摘要

本发明公开了一种提升平面栅IGBT的抗LATCH UP能力的方法及系统，所述平面栅IGBT包括第一寄生三极管和第二寄生三极管；所述方法包括：在所述第一寄生三极管的集电极中注入氢离子；其中，随着所述氢离子的注入，所述第一寄生三极管的放大倍数降低，所述平面栅IGBT的抗LATCH UP能力增强；和/或，在所述第二寄生三极管的基极中注入氢离子；其中，随着所述氢离子的注入，所述第二寄生三极管的放大倍数降低，所述平面栅IGBT的抗LATCH UP能力增强。本发明能够有效地提升了平面栅IGBI的抗LATCH UP能力，提高了平面栅IGBI的使用性能，使其能够满足更高的实际使用需求。

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种提升平面栅IGBT(绝缘栅双极型晶体管)的抗LATCH UP(闩锁效应)能力的方法及系统。

背景技术

LATCH UP是由寄生晶体管对产生的，属于寄生晶体管中存在的电路缺陷，因此需要在电路设计和工艺制作中加以防止和限制。但是，现有的平面栅IGBT的抗LATCH UP能力仍存在不够理想，不能够满足实际的使用需求的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中平面栅IGBT存在抗LATCH UP能力均不理想，不能够满足实际的使用需求的缺陷，提供一种提升平面栅IGBT的抗LATCH UP能力的方法及系统。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

本发明提供一种提升平面栅IGBT的抗LATCH UP能力的方法，所述平面栅IGBT包括寄生晶体管对，所述寄生晶体管对包括第一寄生三极管和第二寄生三极管；

所述第一寄生三极管的发射极与N+区连接，所述第一寄生三极管的集电极与所述第二寄生三极管的基极连接，所述第一寄生三极管的基极与所述第二寄生三极管的集电极连接，所述第二寄生三极管的发射极与所述平面栅IGBT的背面P+区连接；

所述方法包括：

在所述第一寄生三极管的集电极中注入氢离子；

其中，随着所述氢离子的注入，所述第一寄生三极管的放大倍数降低，所述平面栅IGBT的抗LATCH UP能力增强；和/或，

在所述第二寄生三极管的基极中注入氢离子；

其中，随着所述氢离子的注入，所述第二寄生三极管的放大倍数降低，所述平面栅IGBT的抗LATCH UP能力增强。

较佳地，所述在所述第一寄生三极管的集电极中注入氢离子的步骤包括：

采用高能离子注入机在所述第一寄生三极管的集电极中注入氢离子；

所述在所述第二寄生三极管的基极中注入氢离子的步骤包括：

采用高能离子注入机在所述第二寄生三极管的基极中注入氢离子。

较佳地，所述平面栅IGBT包括平面型IGBT、平面型FS IGBT、平面型CS IGBT或平面型FS CS IGBT(平面型IGBT、平面型FS IGBT、平面型CS IGBT或平面型FS CS IGBT均为一种晶体管)。

较佳地，所述第一寄生三极管为NPN型寄生三极管，所述第二寄生三极管为PNP型寄生三极管(NPN型寄生三极管、PNP型寄生三极管均为一种三极管)。

本发明还提供一种提升平面栅IGBT的抗LATCH UP能力的系统，所述平面栅IGBT包括寄生晶体管对，所述寄生晶体管对包括第一寄生三极管和第二寄生三极管；

所述第一寄生三极管的发射极与N+区连接，所述第一寄生三极管的集电极与所述第二寄生三极管的基极连接，所述第一寄生三极管的基极与所述第二寄生三极管的集电极连接，所述第二寄生三极管的发射极与所述平面栅IGBT的背面P+区连接；

所述系统包括注入模块；

所述注入模块用于在所述第一寄生三极管的集电极中注入氢离子；

其中，随着所述氢离子的注入，所述第一寄生三极管的放大倍数降低，所述平面栅IGBT的抗LATCH UP能力增强；和/或，

所述注入模块用于在所述第二寄生三极管的基极中注入氢离子；

其中，随着所述氢离子的注入，所述第二寄生三极管的放大倍数降低，所述平面栅IGBT的抗LATCH UP能力增强。

较佳地，所述注入模块用于采用高能离子注入机在所述第一寄生三极管的集电极中注入氢离子；

所述注入模块用于采用高能离子注入机在所述第二寄生三极管的基极中注入氢离子。

较佳地，所述平面栅IGBT包括平面型IGBT、平面型FS IGBT、平面型CS IGBT或平面型FS CS IGBT。

较佳地，所述第一寄生三极管为NPN型寄生三极管，所述第二寄生三极管为PNP型寄生三极管。

本发明的积极进步效果在于：

本发明中，选择平面栅IGBT中的寄生晶体管对，对其中一个NPN型寄生三极管的集电极注入氢离子，对另一个PNP型寄生三极管的基极注入氢离子，通过氢离子的注入以大大地提升NPN型寄生三极管的集电极的离子浓度以及PNP型寄生三极管的基极的离子浓度，根据晶体管原理可以得知能够大大地降低NPN型寄生三极管、PNP型寄生三极管的放大倍数，从而有效地提升了平面栅IGBI的抗LATCH UP能力，提高了平面栅IGBI的使用性能，使其能够满足更高的实际使用需求。

附图说明

图1为本发明实施例1的平面栅IGBT的结构示意图。

图2为本发明实施例1的提升平面栅IGBT的抗LATCH UP能力的方法的流程图。

图3为本发明实施例2的提升平面栅IGBT的抗LATCH UP能力的系统的模块示意图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

如图1所示，本实施例的平面栅IGBT包括n+区、pwell(P阱区)、P阱区中的P+区、N-漂移区以及背面P+区。本实施例主要涉及N-漂移区、背面P+区，以及平面栅IGBT中右边区域的n+区、P阱区。

平面栅IGBT中包括寄生晶体管对，该寄生晶体管对包括第一寄生三极管Q1和第二寄生三极管Q2。其中，第一寄生三极管的发射极与N+区连接，第一寄生三极管的集电极与第二寄生三极管的基极连接，第一寄生三极管的基极与第二寄生三极管的集电极连接，第二寄生三极管的发射极与平面栅IGBT的背面P+区连接。

具体地，第一寄生三极管Q1和第二寄生三极管Q2的具体位置以及连接方式如图1所示，由于第一寄生三极管Q1和第二寄生三极管Q2的具体位置以及更具体的连接方式属于本领域比较成熟的技术，因此此处就不再赘述。

其中，平面栅IGBT包括但不限于平面型IGBT、平面型FS IGBT、平面型CS IGBT或平面型FS CS IGBT。

如图2所示，本实施例的提升平面栅IGBT的抗LATCH UP能力的方法包括：

S101、在第一寄生三极管的集电极中注入氢离子；

其中，随着氢离子的注入，第一寄生三极管的放大倍数降低，平面栅IGBT的抗LATCH UP能力增强；和/或，

在第二寄生三极管的基极中注入氢离子；

其中，随着氢离子的注入，第二寄生三极管的放大倍数降低，平面栅IGBT的抗LATCH UP能力增强。

即通过氢离子的注入来大大地提升NPN型寄生三极管的集电极的离子浓度以及PNP型寄生三极管的基极的离子浓度，根据晶体管原理可以得知能够大大地降低NPN型寄生三极管、PNP型寄生三极管的放大倍数，从而有效地提升了平面栅IGBI的抗LATCH UP能力。

具体地，在第一寄生三极管的集电极中注入氢离子的步骤包括：

采用高能离子注入机在第一寄生三极管的集电极中注入氢离子；

在第二寄生三极管的基极中注入氢离子的步骤包括：

采用高能离子注入机在第二寄生三极管的基极中注入氢离子。

本实施例中，选择平面栅IGBT的寄生晶体管对，对其中一个NPN型寄生三极管的集电极注入氢离子，对另一个PNP型寄生三极管的基极注入氢离子，通过氢离子的注入以大大地提升NPN型寄生三极管的集电极的离子浓度以及PNP型寄生三极管的基极的离子浓度，根据晶体管原理可以得知能够大大地降低NPN型寄生三极管、PNP型寄生三极管的放大倍数，从而有效地提升了平面栅IGBI的抗LATCH UP能力，提高了平面栅IGBI的使用性能，使其能够满足更高的实际使用需求。

实施例2

如图1所示，本实施例的平面栅IGBT包括n+区、pwell(P阱区)、P阱区中的P+区、N-漂移区以及背面P+区。本实施例主要涉及N-漂移区、背面P+区，以及平面栅IGBT中右边区域的n+区、P阱区。

平面栅IGBT中包括寄生晶体管对，该寄生晶体管对包括第一寄生三极管Q1和第二寄生三极管Q2。其中，第一寄生三极管的发射极与N+区连接，第一寄生三极管的集电极与第二寄生三极管的基极连接，第一寄生三极管的基极与第二寄生三极管的集电极连接，第二寄生三极管的发射极与平面栅IGBT的背面P+区连接。

具体地，第一寄生三极管Q1和第二寄生三极管Q2的具体位置以及连接方式如图1所示，由于第一寄生三极管Q1和第二寄生三极管Q2的具体位置以及更具体的连接方式属于本领域比较成熟的技术，因此此处就不再赘述。

其中，平面栅IGBT包括但不限于平面型IGBT、平面型FS IGBT、平面型CS IGBT或平面型FS CS IGBT。

如图3所示，本实施例的提升平面栅IGBT的抗LATCH UP能力的系统包括：

系统包括注入模块1，该注入模块1用于在第一寄生三极管的集电极中注入氢离子；

其中，随着氢离子的注入，第一寄生三极管的放大倍数降低，平面栅IGBT的抗LATCH UP能力增强；和/或，

注入模块1用于在第二寄生三极管的基极中注入氢离子；

其中，随着氢离子的注入，第二寄生三极管的放大倍数降低，平面栅IGBT的抗LATCH UP能力增强。

通过氢离子的注入以大大地提升NPN型寄生三极管的集电极的离子浓度以及PNP型寄生三极管的基极的离子浓度，根据晶体管原理可以得知能够大大地降低NPN型寄生三极管、PNP型寄生三极管的放大倍数，从而有效地提升了平面栅IGBI的抗LATCH UP能力。

具体地，注入模块1用于采用高能离子注入机在第一寄生三极管的集电极中注入氢离子；

注入模块1用于采用高能离子注入机在第二寄生三极管的基极中注入氢离子。

本实施例中，选择平面栅IGBT的寄生晶体管对，对其中一个NPN型寄生三极管的集电极注入氢离子，对另一个PNP型寄生三极管的基极注入氢离子，通过氢离子的注入以大大地提升NPN型寄生三极管的集电极的离子浓度以及PNP型寄生三极管的基极的离子浓度，根据晶体管原理可以得知能够大大地降低NPN型寄生三极管、PNP型寄生三极管的放大倍数，从而有效地提升了平面栅IGBI的抗LATCH UP能力，提高了平面栅IGBI的使用性能，使其能够满足更高的实际使用需求。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。