[发明专利]一种抗耐压冲击软关断的IGBT器件结构及其制造方法

权利要求书

1.一种抗耐压冲击软关断的IGBT器件结构，包括：在所述IGBT器件的俯视平面上，包括位于器件中心区的有源区和位于有源区外围的终端保护区；

在所述IGBT 器件的截面上，包括第一导电类型漂移区，所述第一导电类型漂移区的上表面为第一主面，下表面为第二主面，所述第二主面侧设置有第二导电类型集电区，其特征在于，在第二主面侧，所述第二导电类型集电区与第一导电类型漂移区间设置有第一导电类型电场缓冲层，从第一主面指向第二主面的方向上，所述第一导电类型电场缓冲层中第一导电类型杂质离子的掺杂浓度分布呈梯度逐渐增大。

2.根据权利要求1所述的一种抗耐压冲击软关断的IGBT器件结构，其特征在于，所述第一导电类型电场缓冲层为一层或多层。

3.根据权利要求1所述的抗耐压冲击软关断的IGBT器件结构，其特征在于，所述第一导电类型电场缓冲层中第一导电类型杂质离子的掺杂浓度大于第一导电类型漂移区，且靠近第二导电类型层集电区侧的杂质浓度高于靠近第一导电类型漂移区侧的杂质浓度。

4.根据权利要求1所述的抗耐压冲击软关断的IGBT器件结构，其特征在于，所述第二导电类型集电区上设置有集电极金属，所述集电极金属与第二导电类型集电区欧姆接触。

5.根据权利要求1所述的抗耐压冲击软关断的IGBT器件结构，其特征在于，在所述IGBT器件的截面上，在第一主面上，有源区内，设置有多个被绝缘绝缘介质层包围的沟槽栅电极，各个沟槽栅电极两侧设置有第二导电类型体区，第二导电类型体区内设置有第一导电类型发射区，第二导电类型体区和第一导电类型发射区均与发射极金属欧姆接触；所述沟槽栅电极与发射极金属间被绝缘绝缘介质层隔离，且在任一方向上与发射极金属均无电性连通。

6.根据权利要求1所述的抗耐压冲击软关断的IGBT器件结构，其特征在于，对于N型IGBT器件，所述第一导电类型为N型导电，所述第二导电类型为P型导电；对于P型IGBT器件，所述第一导电类型为P型导电，所述第二导电类型为N型导电。

7.一种抗耐压冲击软关断的IGBT器件结构制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步：提供一半导体基板，选取第一导电类型半导体材料作为衬底；

第二步：在所述半导体基板上，通过外延工艺生长第一层电场缓冲层；

第三步：在第一层电场缓冲层上继续生长第二层电场缓冲层，直至第N层电场缓冲层，完成第一导电类型电场缓冲层的制作；

第四步：在第一导电类型电场缓冲层上，通过外延工艺生长第一导电类型漂移区；

第五步：在第一主面上，淀积用于刻蚀沟槽的硬掩膜层；

第六步：通过光刻胶选择性的掩蔽，对硬掩膜层进行刻蚀，形成多个用于沟槽刻蚀的硬掩膜窗口，通过硬掩膜窗口，利用各项异性刻蚀在第一导电类型漂移区内形成多个沟槽结构；

第七步：按照常规沟槽栅结构IGBT工艺流程，依次形成栅氧化层、栅电极、第二导电类型体区；

第八步：在第一主面上，选择性的注入第一导电类杂质，在第二导电类型体区内形成第一导电类型发射区；

第九步：在第一主面上，淀积绝缘介质层，选择性的刻蚀绝缘介质层形成通孔，在通孔内注入第二导电类型杂质，在通孔下方形成第二导电类型高浓度区域；

第十步，在第一主面上，淀积金属，通过光刻胶掩蔽，选择性刻蚀金属，形成发射极金属电极；

第十一步，对第二主面侧的半导体基板衬底进行减薄，减薄至第一导电类型电场缓冲层与衬底边界，并通过半导体工艺，形成与第一导电类型电场缓冲层邻接的第二导电类型集电区；

第十步，在第二导电类型集电区背面淀积金属，形成集电极金属电极。

8.根据权利要求7所述的一种抗耐压冲击软关断的IGBT器件结构制造方法，其特征在于，所述第二步和第三步可以省略，并将第十一步替换为：对第二主面侧的半导体基板衬底进行减薄，减薄至指定厚度，通过多次高能粒子注入第一导电类型杂质，再进行一次低能量第二导电类型杂质注入，然后激光退火，在第二主面形成高浓度且呈梯度分布的第一导电类型电场缓冲层及第二导电类型集电区。