低输入电容的沟槽型IGBT器件及制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114975620A(43)申请公布日2022.08.30(21)申请号202210607268.6H01L21/331(2006.01)(22)申请日2022.05.31(71)申请人江苏中科君芯科技有限公司地址214135江苏省无锡市新吴区菱湖大道200号中国传感网国际创新园D2栋五层(72)发明人许生根杨晓鸾李哲锋孔凡标李磊(74)专利代理机构苏州国诚专利代理有限公司32293专利代理师韩凤(51)Int.Cl.H01L29/739(2006.01)H01L29/423(2006.01)H01L29/06(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图2页(54)发明名称低输入电容的沟槽型IGBT器件及制备方法(57)摘要本发明涉及一种低输入电容的沟槽型IGBT器件及制备方法。其对任一元胞，均包括两个呈长条状的元胞沟槽，在沿元胞沟槽的长度方向上，在元胞沟槽内设置若干槽内发射极导电多晶硅，所述槽内发射极导电多晶硅从元胞沟槽的槽口向元胞沟槽的底部方向延伸，且槽内发射极导电多晶硅通过多晶硅间介质层所在区域的栅极导电多晶硅绝缘隔离；在元胞沟槽间相互邻近的外侧壁上设置第一导电类型源区，所述第一导电类型源区沿元胞沟槽的长度方向分布，槽内发射极导电多晶硅在元胞沟槽内的底部位于第一导电类型源区的底部的下方。本发明在不影响米勒电容下，降低了输入电容，有效的降低了器件的开关损耗。CN114975620ACN114975620A权利要求书1/2页1.一种低输入电容的沟槽型IGBT器件，包括具有第一导电类型的半导体基板以及制备于所述半导体基板中心区的元胞区，所述元胞区内包括若干并联分布的元胞，元胞区内的元胞采用沟槽结构；其特征是：在所述IGBT器件的俯视平面上，对任一元胞，均包括两个呈长条状的元胞沟槽，在元胞沟槽内均设置栅极导电多晶硅，所述栅极导电多晶硅通过沟槽绝缘氧化层与所在元胞沟槽的内侧壁以及底壁绝缘隔离；在沿元胞沟槽的长度方向上，在元胞沟槽内设置若干槽内发射极导电多晶硅，所述槽内发射极导电多晶硅从元胞沟槽的槽口向元胞沟槽的底部方向延伸，且槽内发射极导电多晶硅通过多晶硅间介质层所在区域的栅极导电多晶硅绝缘隔离；在元胞沟槽间相互邻近的外侧壁上设置第一导电类型源区，所述第一导电类型源区沿元胞沟槽的长度方向分布，槽内发射极导电多晶硅在元胞沟槽内的底部位于第一导电类型源区的底部的下方；所述元胞沟槽内的栅极导电多晶硅与栅极金属层欧姆接触，槽内发射极导电多晶硅与发射极金属层欧姆接触，所述栅极金属层、发射极金属层位于半导体基板正面的上方。2.根据权利要求1所述的低输入电容的沟槽型IGBT器件，其特征是：在元胞沟槽间还设置第二导电类型基区，第一导电类型源区位于所述第二导电类型基区内，元胞沟槽的槽底位于所述第二导电类型基区的下方；槽内发射极导电多晶硅的底部与第二导电类型基区对应，第二导电类型基区的底部位于槽内发射极导电多晶硅底部的下方。3.根据权利要求2所述的低输入电容的沟槽型IGBT器件，其特征是：在第二导电类型基区内还设置第二导电类型发射极接触区，所述第二导电类型发射极接触区与第二导电类型基区内的第一导电类型源区接触，第一导电类型源区间位于发射极接触孔的两侧；第二导电类型发射极接触区在第二导电类型基区内的长度小于两元胞沟槽相应外侧壁之间的距离。4.根据权利要求1所述的低输入电容的沟槽型IGBT器件，其特征是：所述多晶硅间介质层包括二氧化硅层。5.一种低输入电容的沟槽型IGBT器件的制备方法，其特征是，所述制备方法包括如下步骤：步骤1、提供第一导电类型的半导体基板，并在半导体基板的正面制备得到所需的元胞沟槽；步骤2、在上述元胞沟槽内制备沟槽绝缘氧化层，所述沟槽绝缘氧化层覆盖元胞沟槽的内侧壁以及底壁；步骤3、在上述半导体基板的正面进行多晶硅淀积，以得到填充于元胞沟槽内的栅极导电多晶硅，元胞沟槽内的栅极导电多晶硅通过沟槽绝缘氧化层与所在元胞沟槽的侧壁以及底壁绝缘隔离；步骤4、选择性地掩蔽和刻蚀上述元胞沟槽内的栅极导电多晶硅，以在元胞沟槽内上部得到若干沟槽内槽体，所述沟槽内槽体从元胞沟槽槽口指向所述元胞沟槽槽底的方向垂直延伸；步骤5、在上述沟槽内槽体内制备多晶硅间介质层，所述多晶硅间介质层覆盖沟槽内槽体的侧壁以及底壁；2CN114975620A权利要求书2/2页步骤6、在上述半导体基板正面上方进行多晶硅淀积，以得到槽内发射极导电多晶硅；步骤7、在上述半导体基板内制备第二导电类型基区以及位于所述第二导电类型基区内的第一导电类型源区，其中，元胞沟槽的槽底位于所述第二导电类型基区的下方；槽内发射极导电多晶硅的底部与第二导电类型基区对应，槽内发射极导电多晶硅在元胞沟槽内的底部位于第一导电类型源区的底部的下方，