[實用新型]帶有屏蔽柵結構的IGBT器件

有效

• 申請號: 202022677284.1
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN213424995U
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 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

本實用新型涉及一種帶有屏蔽柵結構的IGBT器件，在第二導電類型集電極上設置第一導電類型緩沖層、第一導電類型襯底、第二導電類型體區與第一導電類型發射極，在第一導電類型發射極上開設有溝槽，在溝槽內設置屏蔽柵氧化層、柵極導電多晶硅、屏蔽柵多晶硅、屏蔽柵蓋板與柵極氧化層，屏蔽柵多晶硅呈間隔地設置在柵極導電多晶硅的下方，在第一導電類型發射極、柵極氧化層與柵極導電多晶硅上設置絕緣介質層，在絕緣介質層上設置發射極金屬，發射極金屬通過通孔與第二導電類型體區以及第一導電類型發射極歐姆接觸。本實用新型可調節器件的電場分布，降低IGBT的閾值、導通電阻和密勒電容，提高開關速度，降低開關損耗，同時還可以增強短路能力。

技術領域

本實用新型屬于微電子技術領域，具體地說是一種帶有屏蔽柵結構的IGBT器件。

背景技術

目前的IGBT器件結構如圖8所示，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、柵氧化層8與柵極導電多晶硅9。它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，在溝槽內設置柵氧化層8，在柵氧化層8內設置柵極導電多晶硅9，在第一導電類型發射極5、柵氧化層8與柵極導電多晶硅9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。這種IGBT器件開關速度較慢、開關損耗較大且短路能力較弱。

發明內容

本實用新型的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種可在同等面積下實現更優效果的帶有屏蔽柵結構的IGBT器件。

按照本實用新型提供的技術方案，所述帶有屏蔽柵結構的IGBT器件，它包括第二導電類型集電極、第一導電類型緩沖層、第一導電類型襯底、第二導電類型體區、第一導電類型發射極、絕緣介質層、發射極金屬、柵氧化層、柵極導電多晶硅、屏蔽柵多晶硅、屏蔽柵蓋板與柵極氧化層；

在第二導電類型集電極上設置第一導電類型緩沖層，在第一導電類型緩沖層上設置第一導電類型襯底，在第一導電類型襯底上設置第二導電類型體區，在第二導電類型體區上設置第一導電類型發射極，在第一導電類型發射極上開設有溝槽，溝槽向下第一導電類型發射極與第二導電類型體區并最終進入第一導電類型襯底內，在溝槽的下段內設置屏蔽柵氧化層，在屏蔽柵氧化層內設置屏蔽柵多晶硅，在屏蔽柵多晶硅上設置屏蔽柵蓋板，在溝槽的上段內設置柵極氧化層，在柵極氧化層內設置柵極導電多晶硅，在第一導電類型發射極、柵極導電多晶硅與柵極氧化層上設置絕緣介質層，在絕緣介質層上設置發射極金屬，發射極金屬通過通孔與第二導電類型體區以及第一導電類型發射極歐姆接觸。

作為優選，所述溝槽的寬度為0.2um-2um，屏蔽柵蓋板的下表面至溝槽的底面之間的距離為1um-2um。

作為優選，所述柵極導電多晶硅的寬度大于屏蔽柵多晶硅的寬度，使得柵極氧化層的厚度小于屏蔽柵氧化層的厚度。

作為優選，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。

本實用新型可調節器件的電場分布，降低IGBT的閾值、導通電阻和密勒電容，提高開關速度，降低開關損耗，同時還可以增強短路能力（SCSOA）。

附圖說明

圖1是經過本實用新型步驟一處理后的結構圖。

圖2是經過本實用新型步驟二處理后的結構圖。

圖3是經過本實用新型步驟三處理后的結構圖。

圖4是經過本實用新型步驟四處理后的結構圖。