[發明專利]帶有屏蔽柵結構的IGBT器件及制造方法

在審

• 申請號: 202011297128.0
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112271214A
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 廖巍;張海濤
• 申請（專利權）人: 無錫紫光微電子有限公司
• 主分類號: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L29/423;H01L21/335
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 曹祖良;涂三民

1.一種帶有屏蔽柵結構的IGBT器件，其特征是：它包括第二導電類型集電極（1）、第一導電類型緩沖層（2）、第一導電類型襯底（3）、第二導電類型體區（4）、第一導電類型發射極（5）、絕緣介質層（6）、發射極金屬（7）、屏蔽柵氧化層（8）、柵極導電多晶硅（9）、屏蔽柵多晶硅（10）、屏蔽柵蓋板（11）與柵極氧化層（12）；

在第二導電類型集電極（1）上設置第一導電類型緩沖層（2），在第一導電類型緩沖層（2）上設置第一導電類型襯底（3），在第一導電類型襯底（3）上設置第二導電類型體區（4），在第二導電類型體區（4）上設置第一導電類型發射極（5），在第一導電類型發射極（5）上開設有溝槽，溝槽向下第一導電類型發射極（5）與第二導電類型體區（4）并最終進入第一導電類型襯底（3）內，在溝槽的下段內設置屏蔽柵氧化層（8），在屏蔽柵氧化層（8）內設置屏蔽柵多晶硅（10），在屏蔽柵多晶硅（10）上設置屏蔽柵蓋板（11），在溝槽的上段內設置柵極氧化層（12），在柵極氧化層（12）內設置柵極導電多晶硅（9），在第一導電類型發射極（5）、柵極導電多晶硅（9）與柵極氧化層（12）上設置絕緣介質層（6），在絕緣介質層（6）上設置發射極金屬（7），發射極金屬（7）通過通孔與第二導電類型體區（4）以及第一導電類型發射極（5）歐姆接觸。

2.根據權利要求1所述的帶有屏蔽柵結構的IGBT器件，其特征是：所述溝槽的寬度為0.2um-2um，屏蔽柵蓋板（11）的下表面至溝槽的底面之間的距離為1um-2um。

3.根據權利要求1所述的帶有屏蔽柵結構的IGBT器件，其特征是：所述柵極導電多晶硅（9）的寬度大于屏蔽柵多晶硅（10）的寬度，使得柵極氧化層（12）的厚度小于屏蔽柵氧化層（8）的厚度。

4.根據權利要求1所述的帶有屏蔽柵結構的IGBT器件，其特征是：對于N型器件，第一導電類型為N型導電，第二導電類型為P型導電；對于P型器件，第一導電類型為P型導電，第二導電類型為N型導電。

5.權利要求1所述的帶有屏蔽柵結構的IGBT器件的制造方法包括以下步驟：

步驟一、提供第一導電類型襯底（3），在第一導電類型襯底（3）的正面進行溝槽光刻和刻蝕以及屏蔽柵氧化層（8）淀積；

步驟二、進行溝槽場的屏蔽柵多晶硅（10）填充與刻蝕以及屏蔽柵蓋板（11）的淀積與刻蝕；

步驟三、進行柵極氧化層（12）生長、柵極導電多晶硅（9）的淀積光照以及刻蝕；

步驟四、進行第二導電類型雜質離子的注入和推進，從而形成第二導電類型體區（4）；

步驟五、通過光刻膠阻擋進行第一導電類型雜質離子的注入和推進，從而形成第一導電類型發射極（5）；

步驟六、進行絕緣介質層（6）的淀積和回流、接觸孔的光照和刻蝕以及發射極金屬（7）的淀積；

步驟七、在第一導電類型襯底（3）的背面進行第一導電類型雜質離子的注入與推進，形成第一導電類型緩沖層（2），在第一導電類型緩沖層（2）的背面注入第二導電類型雜質，形成第二導電類型集電極（1）。