[發明專利]溝槽柵IGBT器件及其制備方法

在審

• 申請號: 202010425278.9
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN113690296A
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 方冬;肖魁
• 申請（專利權）人: 無錫華潤上華科技有限公司
• 主分類號: H01L29/08
• 分類號: H01L29/08;H01L29/06;H01L29/739;H01L21/331
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 汪潔麗

1.一種溝槽柵IGBT器件，其特征在于，包括：

漂移區，具有第一導電類型；

體區，具有第二導電類型，形成于所述漂移區上；

第一發射區，具有第一導電類型，形成于所述體區上，所述第一發射區內開設沿第一方向并排分布的多個溝槽，各所述溝槽依次貫穿所述第一發射區和所述體區并延伸至所述漂移區；

第二發射區，具有第二導電類型，形成于所述第一發射區的部分區域中并穿透所述第一發射區以與所述體區接觸，所述第一發射區和所述第二發射區沿第二方向銜接分布，位于相鄰兩溝槽之間的所述第一發射區和所述第二發射區均與兩側相鄰的所述溝槽的側面接觸，所述第二方向不同于所述第一方向；

柵導電層和介質結構，所述介質結構包括第一介質層和第二介質層，所述第一介質層形成于所述溝槽內壁上，所述柵導電層形成于所述第一介質層上并填于所述溝槽內，所述第二介質層形成于所述柵導電層上；

發射極層，形成于所述第一發射區和所述第二發射區上，所述發射極層與所述第一發射區和所述第二發射區接觸并通過所述第二介質層與所述柵導電層隔離。

2.如權利要求1所述的溝槽柵IGBT器件，其特征在于，所述第一發射區的頂面與所述第二發射區的頂面齊平，所述第一發射區的底面與所述第二發射區的底面齊平。

3.如權利要求1所述的溝槽柵IGBT器件，其特征在于，所述第一發射區的注入深度和第二發射區的注入深度均大于所述第二介質層的厚度。

4.如權利要求1所述的溝槽柵IGBT器件，其特征在于，所述第二介質層的頂面與所述溝槽的頂面齊平。

5.如權利要求1所述的溝槽柵IGBT器件，其特征在于，所述第二發射區的覆蓋面積小于所述第一發射區的覆蓋面積。

6.如權利要求1所述的溝槽柵IGBT器件，其特征在于，相鄰溝槽之間的第一發射區內形成有多個間隔設置的第二發射區，所述第一發射區和所述第二發射區在第二方向上交替分布。

7.如權利要求1至6任一項所述的溝槽柵IGBT器件，其特征在于，所述溝槽兩側的所述第一發射區中均設置第二發射區，所述溝槽兩側的第一發射區和第二發射區的排布方式相同。

8.如權利要求1至6任一項所述的溝槽柵IGBT器件，其特征在于，所述溝槽兩側的所述第一發射區中均設置第二發射區，所述溝槽兩側的第一發射區和第二發射區的排布方式不同。

9.如權利要求8所述的溝槽柵IGBT器件，其特征在于，同一溝槽具有相對的第一側面和第二側面，在所述第一方向上，與所述第一側面接觸的第一發射區正對于與所述第二側面接觸的第二發射區，與所述第一側面接觸的第二發射區正對于與所述第二側面接觸的第一發射區。

10.一種溝槽柵IGBT器件制備方法，其特征在于，包括：

形成具有第一導電類型的漂移區，所述漂移區內開設有沿第一方向并排分布的多個溝槽；

在所述溝槽的內壁上形成第一介質層并填入柵導電層，在所述柵導電層上形成第二介質層；

通過離子注入工藝，在所述漂移區的表層形成具有第二導電類型的體區，所述體區的深度小于所述溝槽的深度；

通過離子注入工藝，在所述體區的表層形成具有第一導電類型的第一發射區并在所述第一發射區的部分區域中形成具有第二導電類型的第二發射區，所述第二發射區穿透所述第一發射區并與所述體區接觸，且所述第一發射區和所述第二發射區沿第二方向銜接分布，位于相鄰兩溝槽之間的所述第一發射區和所述第二發射區均與兩側相鄰的所述溝槽的側面接觸，所述第二方向不同于所述第一方向；

在所述第一發射區和所述第二發射區上形成與所述第一發射區和所述第二發射區直接接觸的發射極層，所述發射極層通過所述第二介質層與所述柵導電層隔離。