[发明专利]IGBT器件

权利要求书

1.一种IGBT器件，其特征在于，包括：

超结结构，所述超结结构由多个N型柱和P型柱交替排列而成，一个所述N型柱和相邻的一个所述P型柱组成一个对应的超结单元；

所述超结结构形成于N型外延层中，在所述N型外延层的底部形成有P型掺杂的集电区；

所述P型柱的底部和所述集电区的顶部表面具有间距；

在各所述超结单元顶部的所述N型外延层中形成有IGBT器件的器件单元结构，所述IGBT器件由多个所述器件单元结构并联而成；

所述器件单元结构包括：

P型掺杂的体区；

在所述体区的底部表面和对应的所述P型柱的顶部表面之间形成有N型隔离层，所述N型隔离层用于实现所述体区和所述P型柱之间的隔离；

栅极结构，所述栅极结构包括栅介质层和多晶硅栅，被所述多晶硅栅覆盖的所述体区表面用于形成沟道；

形成于所述体区的表面的由N+区组成的源区；

漂移区由所述N型柱以及所述N型柱顶部和底部的N型外延层组成，所述沟道连接所述源区和所述漂移区；

所述超结结构结合所述N型隔离层的结构形成使所述IGBT器件的电流密度提升和通态压降降低的结构。

2.如权利要求1所述的IGBT器件，其特征在于：在所述集电区的正面的所述N型外延层中形成有N型掺杂的电场中止层，所述电场中止层的掺杂浓度大于所述N型外延层的掺杂浓度，所述电场中止层的顶部表面和所述P型柱的底部表面之间具有间隔。

3.如权利要求1所述的IGBT器件，其特征在于：所述栅极结构为沟槽栅，所述沟槽栅包括栅极沟槽，所述栅介质层形成于所述栅极沟槽的底部表面和侧面，所述多晶硅栅填充于所述栅极沟槽中；

所述栅极沟槽位于对应的所述N型柱的顶部并穿过所述体区和所述N型隔离区，被所述多晶硅栅侧面覆盖的所述体区表面用于形成沟道。

4.如权利要求1所述的IGBT器件，其特征在于：所述栅极结构为平面栅，所述栅介质层和所述多晶硅栅依次叠加在所述体区的表面并延伸到所述体区外侧的所述N型外延层的表面，被所述多晶硅栅正面覆盖的所述体区表面用于形成沟道。

5.如权利要求1或3或4所述的IGBT器件，其特征在于：所述栅介质层为栅氧化层。

6.如权利要求1所述的IGBT器件，其特征在于：在所述体区的表面还形成有由P+区组成的体引出区。

7.如权利要求1所述的IGBT器件，其特征在于：层间膜将所述源区、所述多晶硅栅和所述体区表面覆盖；

在所述源区和所述多晶硅栅的顶部分别形成有穿过所述层间膜的接触孔；

在所述层间膜的表面形成有正面金属层图形结构，所述正面金属层图形结构分别形成发射极和栅极，所述发射极通过对应的接触孔和底部的所述源区接触，所述栅极通过对应的接触孔和底部的所述多晶硅栅接触；

在所述集电区的底部表面形成有由背面金属层组成的集电极。

8.如权利要求1所述的IGBT器件，其特征在于：所述P型柱由填充于超结沟槽中的P型外延层组成，所述超结沟槽形成于所述N型外延层中，所述N型柱由所述P型柱之间的所述N型外延层组成。

9.如权利要求1所述的IGBT器件，其特征在于：所述P型柱由在所述N型外延层中的选定区域中形成的P型离子注入区组成，所述超结结构对应的所述N型外延层分多次外延生长形成，在每次外延生长形成之后进行P型离子注入形成所述P型柱对应的P型离子注入区的部分；

所述N型柱由所述P型柱之间的所述N型外延层组成。

10.如权利要求1所述的IGBT器件，其特征在于：所述N型隔离层的N型杂质由所述N型外延层的N型杂质叠加N型离子注入杂质组成。