[發明專利]平面柵IGBT器件

在審

• 申請號: 201810960335.6
• 申請日: 2018-08-22
• 公開（公告）號: CN108899362A
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發明（設計）人: 訾彤彤;許生根;張金平;姜梅
• 申請（專利權）人: 江蘇中科君芯科技有限公司
• 主分類號: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L29/06
• 代理公司: 蘇州國誠專利代理有限公司 32293
• 代理人: 韓鳳

本發明涉及一種平面柵IGBT器件，其在所述IGBT器件的截面上，還包括設置于第一導電類型漂移區的第二導電類型浮空層，所述第二導電類型浮空層位于第一導電類型載流子存儲層的正下方且第二導電類型浮空層與第一導電類型載流子存儲層鄰接；第二導電類型浮空層在第一導電類型漂移區的橫向長度不小于第一導電類型載流子存儲層在第一導電類型漂移區內的橫向長度。在第二導電類型基區兩側對稱設置第二導電類型區，且此第二導電類型區與發射極連接。本發明其結構緊湊，能有效提高擊穿電壓，且有效降低關斷損耗，與現有工藝兼容，安全可靠。

技術領域

本發明涉及一種IGBT器件，尤其是一種平面柵IGBT器件，屬于半導體IGBT器件的技術領域。

背景技術

由于平面柵IGBT器件相比于溝槽柵IGBT器件具有優越的可靠性，因此，平面柵IGBT在具有較高可靠性要求的領域得到了大規模的應用。在N型平面柵IGBT器件中，平面柵載流子存儲型絕緣柵雙極型晶體管，由于采用了N型電荷存儲層結構，使IGBT器件靠近柵極和發射極位置的載流子濃度分布得到了極大的改善，從而提高了N型漂移區的電導調制，使IGBT獲得了低的正向導通壓降。

對于平面柵載流子存儲型絕緣柵雙極型晶體管，N型電荷存儲層的摻雜濃度越高，正向導通壓降越小；同時電荷存儲層的存在，改善了N型漂移區的載流子分布，在一定的正向導通壓降下，可獲得小的關斷時間。因此，平面柵電荷存儲型絕緣柵雙極型晶體管具有較好的正向導通壓降和關斷時間的折中。但是，對于平面柵電荷存儲型IGBT，由于較高摻雜濃度的N型電荷存儲層的存在，使器件的擊穿電壓顯著降低，N型電荷存儲層的摻雜濃度越高，器件的擊穿電壓越小。N型電荷存儲層摻雜濃度對器件擊穿電壓的影響限制了平面柵電荷存儲型絕緣柵雙極型晶體管結構擊穿電壓、正向導通壓降和關斷時間的優化折中。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種平面柵IGBT器件，其結構緊湊，能有效提高擊穿電壓，且有效降低關斷損耗，與現有工藝兼容，安全可靠。

按照本發明提供的技術方案，所述平面柵IGBT器件，包括半導體基板以及設置于所述半導體基板上的元胞結構，半導體基板包括第一導電類型漂移區；

在所述IGBT器件的截面上，所述元胞結構采用平面元胞，元胞結構包括設置于第一導電類型漂移區內的第二導電類型基區、設置于所述第二導電類型基區內的第一導電類型發射區以及設置于第二導電類型基區下方的第一導電類型載流子存儲層，所述第一導電類型發射區、第二導電類型類型基區與第一導電類型漂移區上方的發射極金屬歐姆接觸，

在所述IGBT器件的截面上，還包括設置于第一導電類型漂移區內的第二導電類型浮空層，所述第二導電類型浮空層位于第一導電類型載流子存儲層的正下方且第二導電類型浮空層與第一導電類型載流子存儲層鄰接；第二導電類型浮空層在第一導電類型漂移區的橫向長度不小于第一導電類型載流子存儲層在第一導電類型漂移區內的橫向長度。

在所述IGBT器件的截面上，在第二導電類型基區內設置第二導電類型源區，所述第二導電類型源區與第一導電類型發射區接觸，第二導電類型源區與發射極金屬歐姆接觸。

在所述IGBT器件的截面上，在所述第一導電類型漂移區還設置對稱分布于第二導電類型基區兩側的第二導電類型雜質層，所述第二導電類型雜質層從第一導電類型漂移區的上端垂直向下延伸，第二導電類型雜質層與發射極金屬歐姆接觸，第二導電類型雜質層與第二導電類型基區間的橫向距離不小于10μm。

所述第二導電類型雜質層在第一導電類型漂移區內的深度為4μm～7μm，第二導電類型基區在第一導電類型漂移區內的深度為3μm～7μm，第一導電類型載流子存儲層在第一導電類型漂移區內的深度為4μm～7μm，第二導電類型浮空層在第一導電類型漂移區內的深度為5μm～8μm。