[发明专利]一种具有低米勒电容的IGBT器件

说明书

本发明涉及一种具有低米勒电容的IGBT器件，其栅极多晶硅体包括屏蔽栅以及控制栅；所述控制栅与下方的第二导电类型体区、第一导电类型源区交叠，屏蔽栅位于第二类型体区之间；屏蔽栅氧化层呈T型，屏蔽栅氧化层的下部伸入第一导电类型漂移区内，控制栅邻近屏蔽栅的端部位于屏蔽栅氧化层上；在所述第一导电类型漂移区上方还设置发射极金属，所述发射极金属与第二导电类型体区、第一导电类型源区以及屏蔽栅欧姆接触，且发射极金属通过绝缘介质层与控制栅绝缘隔离。本发明结构紧凑，能有效降低IGBT器件的米勒电容，提高IGBT开关速度，从而降低IGBT器件的功耗，安全可靠。

技术领域

本发明涉及一种IGBT器件，尤其是一种具有低米勒电容的IGBT器件，属于IGBT器件的技术领域。

背景技术

IGBT(Insulate Gate Bipolar Transistor)即绝缘双极晶体管，由于其优越的器件性能和可靠性，已成为中高功率电子领域的主流功率开关器件，广泛应用于工业、信息、新能源、医学、交通、军事和航空领域。

IGBT自发明以来，一直朝着低功耗、高频率和高可靠性的方向发展。关于IGBT的功率损耗，主要由静态损耗和动态损耗构成，静态损耗和动态损耗存在着折中关系。需要对IGBT结构进行优化设计，才能优化静态损耗和动态损耗的折中关系，从而降低器件的整体功率损耗。

IGBT的开关过程就是对栅极电容进行充放电的过程，栅极电容越大，充放电时间越长，因此，在IGBT开关过程中，栅极电容特别是米勒电容C_GC对器件的动态损耗具有重要影响。

米勒电容C_GC是集电极与栅电极之间的电容，由栅电极面积、栅电极下方的介质、漂移区中的结电容等决定。现有的平面型IGBT，由于覆盖在漂移区表面的栅电极面积较大，造成C_GC偏大，制约了IGBT开关速度的提升。减小米勒电容可以有效地提高IGBT的开关速度，降低整体功耗

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种具有低米勒电容的IGBT器件，其结构紧凑，能有效降低IGBT器件的米勒电容，提高IGBT开关速度，从而降低IGBT器件的功耗，安全可靠。

按照本发明提供的技术方案，所述具有低米勒电容的IGBT器件，包括半导体基板，所述半导体基板包括第一导电类型漂移区，在所述第一导电类型漂移区上设置元胞结构；

在所述IGBT器件的截面上，元胞结构包括对称分布于第一导电类型漂移区内的第二导电类型体区，在每个第二导电类型体区内设置第一导电类型源区；在第一导电类型漂移区上方设置栅极多晶硅体，所述栅极多晶硅体包括屏蔽栅以及对称分布于所述屏蔽栅两侧的控制栅，所述控制栅、屏蔽栅分别通过控制栅氧化层、屏蔽栅氧化层与第一导电类型漂移区间隔；所述控制栅与下方的第二导电类型体区、第一导电类型源区交叠，屏蔽栅位于第二类型体区之间；屏蔽栅氧化层呈T型，屏蔽栅氧化层的下部伸入第一导电类型漂移区内，控制栅邻近屏蔽栅的端部位于屏蔽栅氧化层上；

在所述第一导电类型漂移区上方还设置发射极金属，所述发射极金属与第二导电类型体区、第一导电类型源区以及屏蔽栅欧姆接触，且发射极金属通过绝缘介质层与控制栅绝缘隔离。

在所述IGBT器件的截面上，所述屏蔽栅氧化层的厚度大于控制栅氧化层的厚度；屏蔽栅氧化层上部位于第一导电类型漂移区上方，屏蔽栅氧化层上部的宽度大于屏蔽栅氧化层伸入第一导电类型漂移区的下部宽度，屏蔽栅氧化层上部的厚度为0.8μm～1.2μm，屏蔽栅氧化层伸入第一导电类型漂移区内的深度为1.8μm～2.2μm。

还包括集电极结构，所述集电极结构包括位于第一导电类型漂移区下方的第一导电类型场截止层、第二导电类型集电区，第一导电类型场截止层位于第二导电类型集电区与第一导电类型漂移区间，且第一导电类型场截止层邻接第一导电类型漂移区以及第二导电类型集电区，第二导电类型集电区上设置集电极金属，所述集电极金属与第二导电类型集电区欧姆接触。