[发明专利]一种具有拑位结构的沟槽栅电荷储存型IGBT器件及其制造方法有效
| 申请号： | 201710986449.3 | 申请日： | 2017-10-20 |
| 公开（公告）号： | CN107731899B | 公开（公告）日： | 2020-03-17 |
| 发明（设计）人： | 张金平;赵倩;刘竞秀;李泽宏;任敏;张波 | 申请（专利权）人： | 电子科技大学 |
| 主分类号： | H01L29/06 | 分类号： | H01L29/06;H01L29/423;H01L29/739;H01L27/02;H01L21/331;H01L21/28 |
| 代理公司： | 成都点睛专利代理事务所(普通合伙) 51232 | 代理人： | 葛启函 |
| 地址： | 611731 四川省成*** | 国省代码： | 四川;51 |
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| 摘要： | 一种具有拑位结构的沟槽栅电荷储存型IGBT器件及其制造方法，属于半导体功率器件领域。本发明通过在器件沟槽中的栅电极下方引入与发射极金属通过串联二极管结构相连接的拑位电极，而且在拑位电极下方设置与之相连的P型层。本发明能够有效屏蔽N型电荷存储层掺杂浓度的提高对于器件耐压性能的不利影响，克服了传统CSTBT结构正向导通与耐压之间的矛盾；减小器件饱和电流密度，改善器件短路安全工作区；提高器件的开关速度，降低器件的开关损耗；同时，在开启动态过程中不会形成负微分电容效应，能有效避免开启动态过程中的电流、电压振荡和EMI问题，提高器件的可靠性；改善沟槽底部电场集中效应，提高器件的击穿电压。 | ||
| 搜索关键词： | 一种 具有 结构 沟槽 电荷 储存 igbt 器件 及其 制造 方法 | ||
【主权项】：
一种具有拑位结构的沟槽栅电荷储存型IGBT器件，包括：集电极结构、漂移区结构、发射极结构和槽栅结构；所述集电极结构包括P+集电区(12)和位于P+集电区(12)下表面的集电极金属(13)；所述漂移区结构包括N型电场阻止层(11)和位于N型电场阻止层(11)上表面的N型漂移区层(10)，所述N型电场阻止层(11)位于P+集电区(12)的上表面；所述发射极结构包括发射极金属(1)、P+接触区(2)、N+发射区(3)、P型基区(8)和N型电荷存储层(9)，所述发射极结构位于N型漂移区层(10)的顶层，所述N型电荷存储层(9)位于P型基区(8)与N型漂移区层(10)之间，所述N+发射区(3)位于P型基区(8)上表面的两端，P+接触区(3)位于两端的N+发射区(3)之间，P+接触区(2)和N+发射区(3)与上方发射极金属(1)相连；所述槽栅结构为沟槽栅结构，其位于发射极结构的两侧，并沿器件垂直方向延伸入N型漂移区(10)中形成沟槽；所述沟槽栅结构是由位于沟槽中的多晶硅栅电极(6)、位于多晶硅栅电极(6)上方且与之相连的栅极金属(5)和位于多晶硅栅电极(6)周侧且与之相连的栅介质层(7)构成；所述栅极金属(5)与发射极金属(1)通过介质层(3)相连，侧面栅介质层(7)与N+发射区(3)、P型基区(8)和N型电荷存储层(9)相接触，底面栅介质层(7)与N型漂移区(10)相接触；其特征在于：所述多晶硅栅电极(6)的深度大于P型基区(8)的结深且小于N型电荷存储层(9)的结深；所述沟槽栅结构的下方还具有与之相连的拑位结构，所述拑位结构包括：拑位电极(14)和拑位电极介质层(15)；所述拑位电极(14)位于所述沟槽中，并且拑位电极(14)位于多晶硅栅电极(6)下方且二者通过底面栅介质层(7)相连，拑位电极(14)的深度大于N型电荷存储层(9)的结深；拑位电极(14)侧面与N型电荷存储层(9)和N型漂移区层(10)通过拑位电极介质层(15)相连；拑位电极(14)下方还具有与之相连的P型层(16)；拑位电极(14)与发射极金属(1)之间通过串联二极管结构(17)连接。
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