一种沟槽栅IGBT器件及其制造方法

摘要

本发明是一种沟槽栅IGBT器件及其制造方法，属于功率半导体器件技术领域,涉及绝缘栅双极型晶体管。本发明通过相互耦合的复合沟槽结构和载流子存储层的引入，在IEGT器件栅电极的底部引入与发射极连接的电极，这一方面在一定的沟槽深度和宽度下减小了栅电极的深度和宽度，另一方面通过引入的与发射极连接的电极的屏蔽作用，减小了器件的栅极电容，特别是栅极‑集电极电容，提高器件的开关速度，降低器件的开关损耗；同时，耦合的载流子存储层的引入补偿了由于与发射极连接的栅下电极的引入对器件正向导通特性的不利影响，进一步改善了整个漂移区的载流子浓度分布，获得了更好的器件正向导通压降和开关损耗的折中。

主权项

一种沟槽栅IGBT器件，包括从下至上依次层叠设置的集电极金属(12)、P型集电极区(11)、N型电场阻止层(10)、N型漂移区(9)和发射极金属(1)；所述N型漂移区(9)上层两侧分别具有N+发射区(5)、P+发射区(6)、P型基区(7)和N型电荷存储层(8)；所述P型基区(7)位于N型电荷存储层(8)上表面，N+发射区(5)和P+发射区(6)并列位于P型基区(7)上表面；N+发射区(5)和P+发射区(6)的上表面与发射极金属(1)连接；所述N型漂移区上层中部具有栅极结构；其特征在于，所述栅极结构包括第一介质层(2)、栅电极(3)、栅介质层(41)、第二介质层(42)、第三介质层(43)和底部电极(13)；所述底部电极(13)位于两侧的N型电荷存储层(8)之间且底部电极(13)上表面的深度小于N型电荷存储层(8)的结深，底部电极(13)下表面的深度大于N型电荷存储层(8)的结深；所述底部电极的侧面和底面通过第二介质层(42)分别与N型电荷存储层(8)和N型漂移区(9)隔离；所述底部电极(13)上表面中部与发射极金属(1)连接；所述底部电极(13)上表面两侧与发射极金属(1)之间具有栅电极(3)，所述栅电极(3)底部深度大于P型基区(7)的结深；所述栅电极(3)通过第一介质层(2)与发射极金属(1)隔离，栅电极(3)通过第三介质层(43)与底部电极(13)隔离，栅电极(3)通过栅介质层(41)与N+发射区(5)、P型基区(7)和N型电荷存储层(8)隔离。