[發(fā)明專利]窄的有源單元IE型溝槽柵極IGBT及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310240332.2
• 申請日: 2013-06-09
• 公開（公告）號: CN103489905B
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發(fā)明（設計）人: 松浦仁
• 申請（專利權(quán)）人: 瑞薩電子株式會社
• 主分類號: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L29/06;H01L21/331
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華;張寧

1.一種窄的有源單元IE型溝槽柵極IGBT，包括：

(a)硅型半導體襯底，具有第一主表面和第二主表面；

(b)IGBT單元區(qū)域，設置在所述硅型半導體襯底的所述第一主表面?zhèn)壬希?/p>

(c)多個線性有源單元區(qū)域和多個線性無源單元區(qū)域，在側(cè)向上交替地設置在所述IGBT單元區(qū)域中；

(d)多個有源區(qū)段和多個無源區(qū)段，沿著每個線性有源單元區(qū)域的縱向方向交替排列；

(e)多個溝槽，設置在所述硅型半導體襯底的所述第一主表面中，所述溝槽被設置在所述線性有源單元區(qū)域中的每個線性有源單元區(qū)域和所述線性無源單元區(qū)域中的每個線性無源單元區(qū)域之間的相應界限處并且在縱向方向上延伸；

(f)多個柵極電極，所述柵極電極使用絕緣膜被分別設置在所述溝槽中；

(g)發(fā)射極區(qū)域，具有第一導電類型，設置在所述硅型半導體襯底的第一主表面?zhèn)壬系谋砻鎱^(qū)域中，在相鄰的溝槽之間在側(cè)向方向上在所述有源區(qū)段中的每個有源區(qū)段中延伸并且與相鄰的溝槽接觸；

(h)本體接觸區(qū)域，具有第二導電類型，設置在所述硅型半導體襯底的所述第一主表面?zhèn)壬系谋砻鎱^(qū)域中，并且在相鄰的溝槽之間在側(cè)向方向上在所述無源區(qū)段中的每個無源區(qū)段中延伸并且與相鄰的溝槽接觸；以及

(i)金屬發(fā)射極電極，設置在所述硅型半導體襯底的所述第一主表面之上，并且電耦合至所述發(fā)射極區(qū)域和所述本體接觸區(qū)域；

(j)具有所述第二導電類型的本體區(qū)域，設置在所述硅型半導體襯底的第一主表面?zhèn)壬系谋砻鎱^(qū)域中，在線性有源單元區(qū)域中的每個線性有源單元區(qū)域中在所述縱向方向上跨所述有源區(qū)段和所述無源區(qū)段延伸；

(k)掩埋本體接觸區(qū)域，具有第二導電類型，設置在本體接觸區(qū)域之下，并且與所述無源區(qū)段中與所述本體區(qū)域接觸；

(l)第一導電類型表面浮置區(qū)域，設置在所述硅型半導體襯底的所述第一主表面?zhèn)壬系谋砻鎱^(qū)域中，并且在與在所述有源區(qū)段中的每個有源區(qū)段中的所述發(fā)射極區(qū)域?qū)南噜彍喜壑g的側(cè)向方向上，在所述線性無源單元區(qū)域中的每個線性無源單元區(qū)域中延伸并且與相鄰的溝槽接觸；

(m)第二導電類型浮置區(qū)域，設置在所述硅型半導體襯底的所述第一主表面?zhèn)壬系谋砻鎱^(qū)域中，并且在與在所述無源區(qū)段中的每個無源區(qū)段中的所述本體接觸區(qū)域?qū)南噜彍喜壑g的側(cè)向方向上，在所述線性無源單元區(qū)域中的每個線性無源單元區(qū)域中延伸并且與相鄰的溝槽接觸；

(n)第二導電類型浮置區(qū)域，設置在所述無源單元區(qū)域中的本體區(qū)域之下，在相鄰溝槽的底部端部之間的側(cè)向方向上，在所述線性無源單元區(qū)域中的每個線性無源單元區(qū)域中延伸，并且與相鄰溝槽接觸；以及

(o)空穴阻擋區(qū)域，具有第一導電類型，設置在所述線性有源單元區(qū)域中的第一導電類型發(fā)射極區(qū)域之下，并且在所述縱向方向上在所述線性有源單元區(qū)域中每個線性有源單元區(qū)域中延伸，并且延伸至與相鄰溝槽的底部端部的深度相同的深度層面；

其中在所述有源區(qū)段中的每個有源區(qū)段中的發(fā)射極區(qū)域在相鄰溝槽之間的縱向方向上延伸以將所述無源區(qū)段中的每個無源區(qū)段中的本體接觸區(qū)域分離；

其中在所述線性無源單元區(qū)域中每個線性無源單元區(qū)域中的所述第一導電類型表面浮置區(qū)域在相鄰溝槽之間的縱向方向上延伸，以將所述線性無源單元區(qū)域中的每個線性無源單元區(qū)域中的所述第二導電類型表面浮置區(qū)域分離；

其中所述本體區(qū)域與所述有源區(qū)段中的每個有源區(qū)段中的發(fā)射極區(qū)域接觸；以及

其中在所述有源區(qū)段中的每個有源區(qū)段中的本體區(qū)域比所述無源區(qū)段中的每個無源區(qū)段中的本體區(qū)域更厚。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的窄的有源單元IE型溝槽柵極IGBT，其中，所述本體接觸區(qū)域設置在所述無源區(qū)段中的每個無源區(qū)段之上；以及

其中所述發(fā)射極區(qū)域設置在所述有源區(qū)段中的每個有源區(qū)段之上以將所述有源區(qū)段和所述無源區(qū)段分離。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的窄的有源單元IE型溝槽柵極IGBT，其中所述本體接觸區(qū)域在所述縱向方向上在相鄰有源區(qū)段的發(fā)射極區(qū)域之間的無源區(qū)段中的每個無源區(qū)段中延伸，以將所述有源區(qū)段和所述無源區(qū)段分離。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的窄的有源單元IE型溝槽柵極IGBT，其中設置在所述本體區(qū)域之下的所述第二導電類型浮置區(qū)域比設置在所述發(fā)射極區(qū)域之下的空穴阻擋區(qū)域延伸的更深。