[發明專利]一種CSTBT器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201710985725.4
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN107731898B
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 張金平;趙倩;劉競秀;李澤宏;任敏;張波
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/423;H01L29/739;H01L27/02;H01L21/331;H01L21/28
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 葛啟函

1.一種CSTBT器件，其元胞結構包括：集電極結構、漂移區結構、發射極結構和槽柵結構；所述集電極結構包括P+集電區(12)和位于P+集電區(12)下表面的集電極金屬(13)；所述漂移區結構包括N型電場阻止層(11)和位于N型電場阻止層(11)上表面的N型漂移區層(10)，所述N型電場阻止層(11)位于P+集電區(12)的上表面；所述槽柵結構為溝槽柵結構，所述溝槽柵結構沿器件垂直方向穿入N型漂移區(10)中形成溝槽，所述發射極結構位于溝槽柵結構的一側并與之相連所述發射極結構包括發射極金屬(1)、N+發射區(3)、P+接觸區(4)、P型基區(5)和N型電荷存儲層(6)；所述N型電荷存儲層(6)位于P型基區(5)與N型漂移區層(10)之間，所述N+發射區(3)和P+接觸區(4)相互接觸且并排設置于P型基區(5)的頂層，P+接觸區(4)和N+發射區(3)與上方發射極金屬(1)相連，N+發射區(3)與溝槽柵結構相連；P型體區(9)位于溝槽柵結構的一側并與之相連，并且P型體區(9)的結深大于P型基區(5)的結深；所述溝槽柵結構包括：柵介質層(7)和柵電極(8)，其特征在于：所述溝槽柵結構還包括：溝槽分裂電極(14)和溝槽分裂電極介質層(15)；溝槽分裂電極(14)呈“L”型且半包圍柵電極(8)設置；所述柵電極(8)的深度大于P型基區(5)的結深且小于N型電荷存儲層(6)的結深，柵電極(8)通過側面的柵介質層(7)與一側的N+發射區(3)、P+發射區(4)、P型基區(5)和N型電荷存儲層(6)相連，柵電極(8)通過側面和底面的柵介質層(7)與溝槽分裂電極(14)相連；所述溝槽分裂電極(14)的深度大于N型電荷存儲層(6)的結深的深度，溝槽分裂電極(14)通過兩側的溝槽分裂電極介質層(15)分別與P型體區(9)和N型漂移區(10)相連；P型體區(9)與其相靠近側的溝槽分裂電極介質層(15)的上方具有與二者相連的第一介質層(21)；柵電極(8)、柵介質層(7)和部分溝槽分裂電極(14)的上表面還具有第二介質層(22)，第二介質層(22)與部分溝槽分裂電極(14)的上表面還具有與金屬發射極(1)相連的串聯二極管結構(16)；溝槽分裂電極(14)下方還具有與之相連的P型層(17)，所述P型層(17)的寬度大于溝槽的寬度。

2.根據權利要求1所述的一種CSTBT器件，其特征在于：所述串聯二極管結構(16)包括：第一P型摻雜區(1601)、第一N型摻雜區(1602)、第二P型摻雜區(1603)和第二N型摻雜區(1604)，第一P型摻雜區(1601)與第一N型摻雜區(1602)相鄰且接觸形成第一PN結二極管，所述第二P型摻雜區(1603)和第二N型摻雜區(1604)相鄰且接觸形成第二PN結二極管；其中：第一P型摻雜區(1601)位于溝槽分裂電極(14)的上表面，第一N型摻雜區(1602)、第二P型摻雜區(1603)和第二N型摻雜區(1604)位于第二介質層(22)的上表面；第一N型摻雜區(1602)與第二P型摻雜區(1603)之間通過浮空電極(18)相連，第二N型摻雜區(1604)與金屬發射極(1)相連。