[發明專利]一種結合浮柵的IGBT器件結構

在審

• 申請號: 202010008661.4
• 申請日: 2020-01-06
• 公開（公告）號: CN111180512A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 汪煉成;張羽;彭程;黃強;張磊;滕以然;朱文輝
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L29/423;H01L21/331
• 代理公司: 長沙軒榮專利代理有限公司 43235
• 代理人: 張勇

1.一種結合浮柵的IGBT器件結構，其特征在于，包括：

IGBT結構，所述IGBT結構包括有一金屬集電極(1)，所述金屬集電極(1)的上方依次設置有P+集電區(2)、N型緩沖層(3)和N-漂移區(4)或者所述金屬集電極(1)的上方依次為所述P+集電區(2)和N-漂移區(4)，所述N-漂移區(4)的中部凸起，位于所述N-漂移區(4)的中部凸起兩側均設置有P型基區(5)，兩個所述P型基區(5)的中部均設置有凹槽，兩個所述凹槽內均設置有N+源區(6)，所述N+源區(6)的頂面、P型基區(5)的頂面與N-漂移區(4)的頂面相互齊平，兩個所述P型基區(5)的頂面均設置有金屬發射極(7)，所述金屬發射極(7)使得位于同側的N+源區(6)與P型基區(5)短接，且所述金屬發射極(7)均接源極電位；

浮柵結構，所述浮柵結構由隧道氧化層(8)、浮柵電極(9)、柵氧化層(10)和控制柵電極(11)組成，所述隧道氧化層(8)設置在所述N-漂移區(4)、P型基區(5)和N+源區(6)的頂面中部，所述隧道氧化層(8)的上方依次設置有所述浮柵電極(9)、柵氧化層(10)和控制柵電極(11)，所述浮柵電極(9)通過所述隧道氧化層(8)與所述N-漂移區(4)、P型基區(5)和N+源區(6)隔離，所述控制柵電極(11)通過所述柵氧化層(10)與所述浮柵電極(9)隔離。

2.根據權利要求1所述的結合浮柵的IGBT器件結構，其特征在于，所述隧道氧化層(8)采用的材料為氧化硅或MgF₂或氧化鋁或氮化硅。

3.根據權利要求1所述的結合浮柵的IGBT器件結構，其特征在于，所述隧道氧化層(8)的制造工藝為熱氧化或外延或磁控濺射或等離子體增強型化學氣相沉積。

4.根據權利要求1所述的結合浮柵的IGBT器件結構，其特征在于，所述隧道氧化層(8)的厚度為1nm～30nm。

5.根據權利要求1所述的結合浮柵的IGBT器件結構，其特征在于，所述浮柵電極(9)采用的材料為多晶硅或氮化硅或納米硅量子點(12)或鍺硅混合量子點。

6.根據權利要求1所述的結合浮柵的IGBT器件結構，其特征在于，所述浮柵電極(9)的制造工藝為低壓力化學氣相沉積或等離子體增強型化學氣相沉積或金屬有機化合物化學氣相沉積或分子束外延或脈沖激光沉積。

7.根據權利要求1所述的結合浮柵的IGBT器件結構，其特征在于，所述浮柵電極(9)厚度為5nm～300nm。

8.根據權利要求1所述的結合浮柵的IGBT器件結構，其特征在于，所述控制柵電極(11)采用的材料為多晶硅或氮化硅或氮化鉭或氮化鈦或金屬。

9.根據權利要求1所述的結合浮柵的IGBT器件結構，其特征在于，所述控制柵電極(11)的制造工藝為低壓力化學氣相沉積或等離子體增強型化學氣相沉積或金屬有機化合物化學氣相沉積或脈沖激光沉積或電鍍或蒸發或磁控濺射。

10.根據權利要求1所述的結合浮柵的IGBT器件結構，其特征在于，所述控制柵電極(11)的厚度為5nm～300nm，長度為0.1μm～60μm。