[發明專利]半導體器件的集電極結構及TI-IGBT

在審

• 申請號: 201410133920.0
• 申請日: 2014-04-03
• 公開（公告）號: CN104979379A
• 公開（公告）日: 2015-10-14
• 發明（設計）人: 張文亮;朱陽軍;喻巧群
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所;江蘇物聯網研究發展中心;江蘇中科君芯科技有限公司
• 主分類號: H01L29/417
• 分類號: H01L29/417;H01L29/739
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

1.一種半導體器件的集電極結構，所述集電極結構形成于所述半導體器件的漂移區的一側，其特征在于，所述集電極結構包括：

與所述漂移區的摻雜類型相反的集電區；

與所述漂移區的摻雜類型相同的短路區，所述短路區與集電區相互隔離；

形成于所述集電區與所述短路區背離所述漂移區一側的集電極；

覆蓋所述集電區與短路區之間的集電極的絕緣體，所述絕緣體背離所述漂移區一側的表面與所述集電區和短路區之間的集電極相接觸，所述絕緣體朝向所述漂移區一側的表面與所述漂移區相接觸，且所述絕緣體與所述集電區和短路區均相接觸；

與所述漂移區的摻雜類型相反的浮空區，所述浮空區的結深大于所述短路區的結深，所述浮空區覆蓋所述短路區靠近所述集電區一端的表面，不覆蓋所述短路區遠離所述集電區一端的表面，且所述浮空區與所述絕緣體和漂移區均相接觸。

2.根據權利要求1所述的半導體器件的集電極結構，其特征在于，所述絕緣體位于所述集電區和短路區背離所述漂移區的一側；

所述浮空區包括：位于所述集電區與短路區之間的部分和位于所述短路區朝向所述漂移區一側的部分。

3.根據權利要求1所述的半導體器件的集電極結構，其特征在于，所述絕緣體填充于所述集電區和短路區之間的間隔區域，且所述絕緣體的厚度大于或等于所述集電區和短路區的厚度；

所述浮空區位于所述短路區朝向所述漂移區的一側。

4.根據權利要求1～3任一項所述的半導體器件的集電極結構，其特征在于，還包括：形成于所述漂移區表面內的緩沖層，所述緩沖層的摻雜類型與所述漂移區的摻雜類型相同。

5.根據權利要求4所述的半導體器件的集電極結構，其特征在于，所述緩沖層覆蓋所述集電區朝向所述漂移區一側的表面。

6.根據權利要求5所述的半導體器件的集電極結構，其特征在于，當所述絕緣體填充于所述集電區和短路區之間的間隔區域時，所述絕緣體的厚度大于或等于所述集電區與所述緩沖層的厚度之和。

7.根據權利要求4所述的半導體器件的集電極結構，其特征在于，所述緩沖層包括：第一緩沖層和第二緩沖層，所述第一緩沖層覆蓋所述集電區朝向所述漂移區一側的表面，所述第二緩沖層覆蓋所述短路區朝向所述漂移區一側的表面，且所述第一緩沖層與第二緩沖層相互隔離。

8.根據權利要求7所述的半導體器件的集電極結構，其特征在于，當所述絕緣體填充于所述集電區和短路區之間的間隔區域時，所述絕緣體的厚度大于或等于所述集電區與第一緩沖層的厚度之和，且大于或等于所述短路區與第二緩沖層的厚度之和，所述第二緩沖層的結深小于所述浮空區的結深。

9.根據權利要求1所述的半導體器件的集電極結構，其特征在于，所述絕緣體的材料為SiO₂、Si₃N₄或SiON。

10.一種TI-IGBT，其特征在于，包括權利要求1～9任一項所述的半導體器件的集電極結構。

11.根據權利要求10所述的TI-IGBT，其特征在于，所述TI-IGBT包括：位于所述漂移區背離所述集電極結構一側的MOS結構。

12.根據權利要求10所述的TI-IGBT，其特征在于，所述TI-IGBT為N溝道TI-IGBT或P溝道TI-IGBT。