[发明专利]窄的有源单元IE型沟槽栅极IGBT及其制造方法

摘要

本发明的实施例涉及窄的有源单元IE型沟槽栅极IGBT及其制造方法。在等宽有源单元IE型IGBT、宽有源单元IE型IGBT等中，有源单元区域在沟槽宽度方面等于无源单元区域，或者无源单元区域的沟槽宽度更窄。因此，相对易于确保击穿电压。然而，采用该结构，试图增强IE效应引起诸如结构复杂化之类的问题。本发明提供了一种窄的有源单元IE型IGBT，具有有源单元二维薄化结构，并且不具有用于接触的衬底沟槽。

主权项

1.一种窄的有源单元IE型沟槽栅极IGBT，包括：硅型半导体衬底，具有第一主表面和第二主表面；IGBT单元区域，设置在所述硅型半导体衬底的所述第一主表面侧上；多个线性有源单元区域、多个线性无源单元区域以及多个线性空穴集电极区域，所述线性有源单元区域和所述线性空穴集电极区域在所述IGBT单元区域中在侧向上被交替地设置在所述线性无源单元区域之间；多个有源区段和多个无源区段，沿着所述线性有源单元区域中的每个线性有源单元区域中的纵向方向交替设置；多个第一沟槽，设置在所述硅型半导体衬底的所述第一主表面中，所述第一沟槽被设置在所述线性有源单元区域中的每个线性有源单元区域、所述线性无源单元区域中的每个线性无源单元区域和所述线性空穴集电极区域中的每个线性空穴集电极区域之间的相应界限处，并且所述第一沟槽在纵向方向上延伸；多个第一栅极电极，所述第一栅极电极使用绝缘膜被分别设置在所述第一沟槽中；发射极区域，具有第一导电类型，设置在所述硅型半导体衬底的第一主表面侧上的表面区域中，并且在所述有源区段中的、在相邻的第一沟槽之间的每个有源区段中延伸；本体接触区域，具有第二导电类型，设置在所述硅型半导体衬底的所述第一主表面侧上的表面区域中，在所述无源区段中的、在相邻的所述第一沟槽之间的每个无源区段中延伸，并且在所述线性空穴集电极区域中的、在相邻的所述第一沟槽之间的每个线性空穴集电极区域中延伸；以及金属发射极电极，设置在所述硅型半导体衬底的所述第一主表面之上，并且电耦合至所述发射极区域和所述本体接触区域；多个第二沟槽，设置在所述硅型半导体衬底的第一主表面中，所述第二沟槽在所述线性空穴集电极区域中的、在相邻的所述第一沟槽之间的每个线性空穴集电极区域中在侧向上延伸；以及多个第二栅极电极，所述第二栅极电极被分别设置在所述第二沟槽中，其中所述绝缘膜在所述线性空穴集电极区域中的每个线性空穴集电极区域中；其中所述第一栅极电极和所述第二栅极电极限定在所述线性空穴集电极区域中的每个线性空穴集电极区域中的沟槽内电极；其中在所述有源区段中的每个有源区段中的发射极区域在相邻的所述第一沟槽之间的纵向方向上延伸，以将所述无源区段中的每个无源区段中的本体接触区域分离；其中具有所述第二导电类型的浮置区域被设置所述硅型半导体衬底的第一主表面侧上的表面区域中，所述浮置区域在所述线性空穴集电极区域中的每个线性空穴集电极区域中的所述沟槽内电极的所述第一栅极电极之间的侧向上延伸，并且所述浮置区域在所述线性空穴集电极区域中的每个线性空穴集电极区域中的沟槽内电极的第二栅极电极之间在纵向方向上延伸；其中所述沟槽内电极将所述浮置区域从所述线性空穴集电极区域中的每个线性空穴集电极中的本体接触区域分离；以及其中掩埋电极耦合部件将所述沟槽内电极耦合至所述发射极电极，并且被设置在所述线性空穴集电极区域中的每个线性空穴集电极区域中的所述浮置区域之上。