[發明專利]一種IGBT器件及其制造方法

有效

• 申請號: 202210062869.3
• 申請日: 2022-01-20
• 公開（公告）號: CN114093934B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 李偉聰;姜春亮;雷秀芳
• 申請（專利權）人: 深圳市威兆半導體有限公司
• 主分類號: H01L29/423
• 分類號: H01L29/423;H01L29/06;H01L29/739;H01L21/331;H01L21/28
• 代理公司: 深圳鼎恒誠知識產權代理有限公司 44820
• 代理人: 陳俊斌;彭愿潔

1.一種IGBT器件，包括至少一個元胞，其特征在于，所述元胞包括第一電極（1）、第二電極（2）以及位于所述第一電極（1）和第二電極（2）之間的半導體單元，所述半導體單元包括：

基區（3），其具有第一導電類型；

源區（4），其具有第二導電類型，所述第一導電類型和第二導電類型屬于不同的半導體導電類型，所述源區（4）和基區（3）之間形成第一PN結，所述基區（3）和源區（4）分別與所述第一電極（1）電連接；

漂移區（5），其位于所述基區（3）的下方，具有第二導電類型，用于在所述IGBT器件處于正向耐壓過程中作為耗盡層；

集電區（6），其位于所述漂移區（5）的下方，具有第一導電類型，所述集電區（6）與所述第二電極（2）電連接，用于在所述IGBT器件開態時提供載流子；

溝槽柵結構（7），包括柵極（71）以及包裹所述柵極（71）的柵介質層（72），所述柵介質層（72）穿通所述基區（3）并延伸到所述漂移區（5）；所述柵極（71）非對稱地位于所述柵介質層（72）中，靠近所述基區（3）一側的所述柵介質層（72）的厚度小于遠離所述基區（3）一側的所述柵介質層（72）的厚度；

PN結結構（8），所述PN結結構（8）形成在所述柵介質層（72）中且位于所述柵極（71）的遠離溝道區的一側，所述PN結結構（8）中的第一導電類型區（81）與所述第一電極（1）電連接，所述PN結結構（8）中的第二導電類型區（82）浮空在所述柵介質層（72）中；所述PN結結構（8）的底部和所述柵極（71）底部平齊，且所述PN結結構（8）中所述第一導電類型區（81）和所述第二導電類型區（82）的結合處靠近所述PN結結構（8）的頂部。

2.如權利要求1所述的IGBT器件，其特征在于，所述IGBT器件為N溝道增強型，所述PN結結構（8）的材料為單晶硅、氮化鎵或碳化硅；所述PN結結構（8）的第一導電類型區（81）的摻雜元素為硼元素，和/或，所述PN結結構（8）的第二導電類型區（82）的摻雜元素為磷元素或砷元素。

3.如權利要求1或2所述的IGBT器件，其特征在于，所述PN結結構（8）的第一導電類型區（81）的摻雜濃度大于所述PN結結構（8）的第二導電類型區（82）的摻雜濃度。

4.如權利要求3所述的IGBT器件，其特征在于，所述PN結結構（8）的第一導電類型區（81）的摻雜濃度大于或等于所述PN結結構（8）的第二導電類型區（82）的摻雜濃度的1000倍。

5.如權利要求1所述的IGBT器件，其特征在于，所述PN結結構（8）的頂面高于所述柵介質層（72）的頂面；或所述PN結結構（8）的頂面低于所述柵介質層（72）的頂面。

6.如權利要求1所述的IGBT器件，其特征在于，所述半導體單元還包括位于所述集電區（6）與所述漂移區（5）之間的緩沖層（9），所述緩沖層（9）具有第二導電類型，所述緩沖層（9）用于在所述IGBT器件處于正向耐壓過程中作為場截止層，所述緩沖層（9）的摻雜濃度大于所述漂移區（5）的摻雜濃度。