[發明專利]IGBT器件

有效

• 申請號: 201810120416.5
• 申請日: 2018-02-07
• 公開（公告）號: CN108417622B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 張須坤
• 申請（專利權）人: 上海華虹宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L29/06;H01L29/423
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 郭四華

1.一種IGBT器件，其特征在于，包括：

第一導電類型的漂移區；

形成于所述漂移區背面的具有第二導電類型重摻雜的集電區；

至少兩個第一溝槽柵，各所述第一溝槽柵的至少一個側面形成有溝道區，所述溝道區具有第二導電類型摻雜，所述第一溝槽柵的深度大于所述溝道區的結深，在所述溝道區的表面形成有具有第一導電類型重摻雜的發射區，被所述第一溝槽柵側面覆蓋的所述溝道區的表面用于形成連接所述發射區和所述漂移區的第一溝道；

至少一個浮空區，所述浮空區的兩側由兩個對應的所述第一溝槽柵的側面限定，所述浮空區具有第二導電類型摻雜；

在所述浮空區中形成有至少一個穿過所述浮空區的第二溝槽柵；

在所述浮空區的表面形成有具有第一導電類型摻雜的第一阱區；

所述發射區的表面通過接觸孔連接到由正面金屬層組成的發射極，所述第一阱區的表面也通過頂部對應的接觸孔連接到所述發射極；

被所述第二溝槽柵側面覆蓋的所述浮空區的表面用于形成連接所述第一阱區和所述漂移區的第二溝道，在所述第二溝道對應的所述第二溝槽柵的側面處，所述第一阱區和浮空區都和所述第二溝槽柵的側面接觸；

所述第二溝槽柵連接控制信號，在IGBT器件導通時，所述第一溝道導通，所述控制信號使所述第二溝道關斷從而使所述浮空區呈不導通的浮空結構，從所述集電區進入到所述漂移區中的第二導電類型的載流子會積累在所述浮空區的底部，用于降低所述IGBT的通態壓降；在所述IGBT器件關斷時，所述第一溝道關斷，所述第二溝道導通，積累于所述浮空區底部的第二導電類型的載流子通過所述第二溝道泄放，用于降低所述IGBT器件的關斷損耗。

2.如權利要求1所述的IGBT器件，其特征在于：在所述浮空區中形成有兩個穿過所述浮空區的第三溝槽柵，兩個所述第三溝槽柵位于所述浮空區的兩端且位于所述第一阱區外側；所述第三溝槽柵和所述發射極短接，所述第三溝槽柵和對應側的鄰近的所述第一溝槽柵之間的所述浮空區組成米勒電容調節結構，所述米勒電容調節結構的寬度越小，所述米勒電容越小。

3.如權利要求1或2所述的IGBT器件，其特征在于：在所述漂移區和所述集電區之間還具有緩沖層，所述緩沖層具有摻雜濃度大于所述漂移區的摻雜濃度的第一導電類型摻雜。

4.如權利要求1或2所述的IGBT器件，其特征在于：在所述發射區對應的接觸孔的底部的所述溝道區中形成有第二導電類型重摻雜的阱接觸區。

5.如權利要求1或2所述的IGBT器件，其特征在于：所述接觸孔穿過層間膜。

6.如權利要求1所述的IGBT器件，其特征在于：所述第一溝槽柵包括形成于對應的溝槽的側面和底部表面的柵介質層和填充于溝槽中的多晶硅柵組成。

7.如權利要求1所述的IGBT器件，其特征在于：所述第二溝槽柵包括形成于對應的溝槽的側面和底部表面的柵介質層和填充于溝槽中的多晶硅柵組成。

8.如權利要求2所述的IGBT器件，其特征在于：所述第三溝槽柵包括形成于對應的溝槽的側面和底部表面的柵介質層和填充于溝槽中的多晶硅柵組成。

9.如權利要求1或2所述的IGBT器件，其特征在于：所述溝道區由具有第二導電類型摻雜的阱區組成。

10.如權利要求9所述的IGBT器件，其特征在于：所述浮空區由具有第二導電類型摻雜的阱區組成。

11.如權利要求10所述的IGBT器件，其特征在于：所述浮空區的結深大于等于所述溝道區的結深。

12.如權利要求1或2所述的IGBT器件，其特征在于：所述IGBT為N型器件，第一導電類型為N型，第二導電類型為P型。