[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

本申請涉及一種溝槽柵IGBT器件及其制備方法，該器件包括：依次疊設的漂移區、體區、第一發射區和第二發射區；溝槽沿第一方向分布并穿透第一發射區、體區并向下延伸至漂移區內；第一介質層形成于溝槽內壁上，柵導電層形成于第一介質層上并填于溝槽內，第二介質層形成于柵導電層上；第一發射區和第二發射區沿第二方向銜接分布，位于相鄰兩溝槽之間的第一發射區和第二發射區均與兩側相鄰的溝槽的側面接觸。通過將第二發射區設置于第一發射區內并穿透第一發射區，發射極層直接與第一發射區和第二發射區接觸，不需要設置導電栓塞，省去了傳統中導電栓塞占據的空間，從而可以提高溝槽柵的密度。

技術領域

本發明涉及半導體領域，尤其涉及一種溝槽柵IGBT器件及溝槽柵IGBT器件制備方法。

背景技術

在制備IGBT時，通常形成溝槽柵以提高芯片的集成度和溝道電流密度。其中，溝槽柵為在體區內開設溝槽并在溝槽內填入柵極結構所形成。在形成溝槽柵后，需要在體區內形成兩個不同導電類型的發射區并在體區上形成與各發射區電連接的發射極層。發射極層需借助導電栓塞以實現與N型發射區和P型發射區的電連接，而導電栓塞需要占據一定的器件空間，由此限制了溝槽柵密度的進一步提升。

發明內容

針對上述問題，提出一種新的IGBT器件及其制備方法。

本申請提出的第一種解決方案為：

一種溝槽柵IGBT器件，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。

在其中一個實施例中，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。

在其中一個實施例中，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。

在其中一個實施例中，所述第二介質層的頂面與所述溝槽的頂面齊平。

在其中一個實施例中，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。

在其中一個實施例中，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。

在其中一個實施例中，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。

在其中一個實施例中，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。

在其中一個實施例中，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。