[實用新型]一種溝槽IGBT

有效

• 申請號: 201922123553.7
• 申請日: 2019-12-02
• 公開（公告）號: CN211295108U
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 俞義長;趙善麒
• 申請（專利權）人: 江蘇宏微科技股份有限公司
• 主分類號: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L21/331;H01L29/06
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 高姍

本實用新型涉及半導體領域，具體公開了一種溝槽IGBT，包括半導體襯底和IGBT元胞，所述IGBT元胞為對稱結構，所述IGBT元胞包括兩個真溝槽柵單元，兩個所述真溝槽柵單元之間設置有至少兩個假溝槽單元，兩個所述假溝槽單元之間設置至少一個假溝槽柵單元，所述真溝槽柵單元和所述假溝槽柵單元連接柵極金屬，所述假溝槽單元連接發射極金屬。本實用新型可以通過在真溝槽柵單元之間增加假溝槽單元和/或假溝槽柵單元來降低飽和壓降、優化抗短路能力。

技術領域

本實用新型涉及半導體領域，具體涉及一種溝槽IGBT。

背景技術

IGBT隨著技術的升級，已經完成了諸多的更迭，如背面從厚片的PT型，過渡到薄片的NPT，再升級成最新的超薄片的FS場終止，可以大幅度的降低由于芯片厚度造成的器件熱阻，正面從平面結構升級成溝槽型，再從普通型的雙側溝槽結構(圖1所示)升級到注入增強型半側溝道溝槽結構(圖2所示)，可以有效降低飽和壓降Vcesat和靜態損耗，但隨著溝槽結構特征尺寸縮小到3um(相鄰溝槽間距離與溝槽本身寬度之和)以內，帶來IGBT單位面積電流密度大幅上升，但是現有技術中的溝槽結構的飽和壓降Vcesat、抗短路能力及開關特性不夠優化。

實用新型內容

本實用新型為解決特征尺寸在3um以內的IGBT采用現有技術IGBT結構的性能參數不夠優化的問題，提出一種溝槽IGBT。

本實用新型采用的技術方案：

本實用新型的一方面，一種溝槽IGBT，包括半導體襯底和IGBT元胞，所述半導體襯底為N型襯底，所述IGBT元胞為對稱結構，所述IGBT元胞包括兩個真溝槽柵單元，兩個所述真溝槽柵單元之間設置有至少兩個假溝槽單元，兩個所述假溝槽單元之間設置至少一個假溝槽柵單元，所述真溝槽柵單元和所述假溝槽柵單元連接柵極金屬，所述假溝槽單元連接發射極金屬。

本實用新型的另一方面，一種溝槽IGBT，包括半導體襯底和IGBT元胞，所述半導體襯底為N型襯底，所述IGBT元胞為對稱結構，所述IGBT元胞包括兩個真溝槽柵單元，兩個所述真溝槽柵單元之間設置有一個假溝槽柵單元，所述真溝槽柵單元和所述假溝槽柵單元連接柵極金屬，所述發射極金屬設置在真溝槽柵單元和所述假溝槽柵單元之間。

本實用新型的又一方面，一種溝槽IGBT，包括半導體襯底和IGBT元胞，所述半導體襯底為N型襯底，所述IGBT元胞為對稱結構，所述IGBT元胞包括兩個真溝槽柵單元，兩個所述真溝槽柵單元之間設置有一個假溝槽單元，所述真溝槽柵單元連接柵極金屬，所述假溝槽單元連接發射極金屬。

進一步地，相鄰溝槽之間設置有第一摻雜區，所述第一摻雜區的摻雜類型與所述半導體襯底的類型相反。

進一步地，所述真溝槽柵單元的兩側設置分別有與所述第一摻雜區的摻雜類型相反的第二摻雜區。

進一步地，所述發射極金屬連接所述第一摻雜區和所述第二摻雜區。

本實用新型為解決特征尺寸在3um以內的IGBT采用現有技術飽和壓降Vcesat和抗短路能力不夠優化的問題，提出一種溝槽IGBT制作方法。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果：

1.本實用新型通過在真溝槽柵單元之間設置假溝槽柵單元和假溝槽單元，在提升電流密度的同時可以增加正面注入效率、降低飽和壓降、優化抗短路能力，解決了現有IGBT結構性能參數不夠優化的問題，同時本實用新型可以降低柵極結電容，從而優化IGBT的開關特性，本實用新型可以應用于小尺寸IGBT；

2.本實用新型通過在真溝槽柵單元之間設置假溝槽柵單元，以此來降低飽和壓降，優化抗短路能力；

3.本實用新型通過在真溝槽柵單元之間設置假溝槽單元，以此降低柵極結電容，從而提升開關特性。

附圖說明