[发明专利]一种IGBT器件及其制造方法

说明书

一种IGBT器件及其制造方法，制造方法，包括：提供一衬底；在衬底的正面形成多个沿第一方向阵列的第一导电类型区；在衬底上形成沟槽栅，相邻的两个沟槽栅之间的区域形成第一区域；对衬底的正面进行掺杂，形成基区，在基区下方形成势垒层；其中，位于第一区域的基区以及势垒层形成沿第一方向的抽取通道；第一导电类型区与基区不接触；在基区上形成发射区，发射区位于沟槽栅远离第一区域的一侧并与栅介质层接触；在衬底的正面形成第一电极，在衬底的背面形成集电区，或者在衬底的背面形成缓冲层以及集电区；在集电区上形成第二电极。本申请能够降低超结IGBT器件的开关损耗以及抑制开关噪声。

技术领域

本发明涉及半导体器件技术领域，具体涉及一种IGBT器件及其制造方法。

背景技术

在IGBT器件的超结IGBT领域中，在漂移区设置超结结构，超结结构中与漂移区（如漂移区为N型）不同导电类型的结构（如P型，简称为P柱）与基区连接，P柱一般设置在沟槽栅顶部，并包裹沟槽栅的底部。

由于P柱与基区相连，在反偏电压较小时，耗尽线为沿着N柱P柱的pn结两边，耗尽区较窄，根据任意掺杂耗尽层电容公式C_D=ε_s/w_D，此时耦合电容较大，而随着反偏电压增加，P柱与基区耗尽线分离，耗尽电容将会快速下降，这将会在开关过程中产生噪声，器件开关稳定性会变差。

器件关断时，传统的超结IGBT由于高dV/dt，拖尾还没结束电压已升至母线电压，传统器件的关断损耗较大。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是现有超结IGBT器件存在开关噪声、关断功耗较大的技术问题。

根据第一方面，一种实施例中提供一种IGBT器件的制造方法，包括：

提供一衬底，衬底作为IGBT器件的漂移区的部分或全部，衬底具有第二导电类型；

在衬底的正面形成多个沿第一方向阵列的第一导电类型区，或者，在衬底的正面形成多个沿第一方向阵列的第一导电类型区和第二导电类型区；

在衬底上形成沟槽栅，沟槽栅包括栅极以及包裹栅极的栅介质层沟槽栅的底部高于第一导电类型区的顶部；其中，两个沟槽栅相邻设置，相邻的两个沟槽栅之间的区域形成第一区域，第一导电类型区位于第一区域的下方；

对衬底的正面进行掺杂，形成基区，在基区下方形成势垒层，基区具有第一导电类型，势垒层具有第二导电类型，势垒层的底部高于沟槽栅的底部；其中，位于第一区域的基区以及势垒层形成沿第一方向的抽取通道；第一导电类型区与基区不接触；

在基区上形成发射区，发射区具有第二导电类型；发射区位于沟槽栅远离第一区域的一侧并与栅介质层接触；

在衬底的正面形成第一电极，第一电极分别与抽取通道、基区以及发射区电连接；抽取通道用于在IGBT器件处于关断状态时，第一电极通过抽取通道抽取势垒层底部的少数载流子；

在衬底的背面形成集电区，或者在衬底的背面形成缓冲层以及集电区；在集电区上形成第二电极，第二电极与集电区电连接，缓冲层具有第二导电类型，集电区具有第一导电类型，第一导电类型和第二导电类型属于不同的半导体导电类型。

一种实施例中，在衬底上形成沟槽栅之前，在沟槽栅的底部形成第一轻掺杂区，第一轻掺杂区具有第一导电类型；第一轻掺杂区不与第一导电类型区接触。

一种实施例中，相邻的两个沟槽栅底部的第一轻掺杂区相连，抽取通道包括位于第一区域的基区、势垒层、漂移区以及对应第一区域的第一轻掺杂区。

一种实施例中，在衬底的正面形成多个沿第一方向阵列的第一导电类型区，包括：

第一掺杂子步骤、对衬底的正面进行掺杂，形成第一导电类型区；