一种沟槽栅IGBT器件.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111900202A(43)申请公布日2020.11.06(21)申请号202010928662.0(22)申请日2020.09.07(71)申请人珠海市浩辰半导体有限公司地址519031广东省珠海市横琴新区宝华路6号105室-69243(集中办公区)(72)发明人郭乔林泳浩李伟聪(74)专利代理机构深圳市中科创为专利代理有限公司44384代理人彭西洋冯建华(51)Int.Cl.H01L29/423(2006.01)H01L29/739(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种沟槽栅IGBT器件(57)摘要本发明公开一种沟槽栅IGBT器件，包括从下至上依次层叠设置的集电极金属层、集电区、场截止层、漂移区、沟槽结构和发射极金属层；所述沟槽结构包括假栅结构和栅极结构，其中假栅结构位于漂移区的上方侧面，栅极结构位于漂移区的上方中部；所述假栅结构包括窄部和宽部，且宽部位于窄部的下方；所述栅极结构与窄部之间的漂移区上方设有载流子存储层，载流子存储层的上方设有P型基区；所述P型基区的上方设有P+发射区与N+发射区，P+发射区、N+发射区分别与发射极金属层电连接。本发明有效地降低米勒电容，提高IGBT开关速度，降低IGBT开关损耗以及降低器件导通压降，同时兼顾改善IGBT的多种性能。CN111900202ACN111900202A权利要求书1/1页1.一种沟槽栅IGBT器件，其特征在于，包括从下至上依次层叠设置的集电极金属层、集电区、场截止层、漂移区、沟槽结构和发射极金属层；所述沟槽结构包括假栅结构和栅极结构，其中假栅结构位于漂移区的上方侧面，栅极结构位于漂移区的上方中部；所述假栅结构与发射极金属层电连接，栅极结构经第一介质层与发射极金属层隔离；所述假栅结构包括窄部和宽部，且宽部位于窄部的下方；所述栅极结构与窄部之间的漂移区上方设有载流子存储层，载流子存储层的上方设有P型基区；所述P型基区的上方设有P+发射区与N+发射区，P+发射区、N+发射区分别与发射极金属层电连接。2.根据权利要求1所述的沟槽栅IGBT器件，其特征在于，所述宽部包括宽部电极和宽部介质层，宽部电极通过宽部介质层与漂移区隔离；所述窄部包括窄部电极和窄部介质层，窄部电极通过窄部介质层分别与漂移区、载流子存储层、P型基区隔离；所述宽部电极的宽度大于窄部电极的宽度，且宽部电极与窄部电极电连接。3.根据权利要求2所述的沟槽栅IGBT器件，其特征在于，所述栅极结构位于假栅结构之间，栅极结构包括栅电极和栅介质层。4.根据权利要求3所述的沟槽栅IGBT器件，其特征在于，所述栅电极的深度不小于窄部电极的深度，且不大于宽部电极的深度。5.根据权利要求3所述的沟槽栅IGBT器件，其特征在于，所述栅电极的深度小于窄部电极的深度。2CN111900202A说明书1/3页一种沟槽栅IGBT器件技术领域[0001]本发明涉及半导体功率器件技术领域，尤其涉及一种沟槽栅IGBT器件。背景技术[0002]绝缘栅双极型晶体管(IGBT)是一种MOS场效应与双极型晶体管复合的新型电力电子器件。它不但具有MOSFET输入电阻大、易于驱动、控制简单的优点；又具有双极型晶体管导通压降低、通态电流大的优点。现已成为现代电力电子电路中的核心元器件之一，广泛应用于交通、能源、工业、家用电器等领域。[0003]从IGBT发明以来，人们不断致力于改善IGBT的特性，栅极结构从最初的平面型发展到沟槽结构。在IGBT的性能改善过程中，如何同时兼顾降低米勒电容、提高开关速度、降低开关损耗以及降低导通压降等是研究改善的重难点。发明内容[0004]本发明的目的是提供一种沟槽栅IGBT器件，有效地降低米勒电容，提高IGBT开关速度，降低IGBT开关损耗以及降低器件导通压降，同时兼顾改善IGBT的多种性能。[0005]为实现上述目的，采用以下技术方案：[0006]一种沟槽栅IGBT器件，包括从下至上依次层叠设置的集电极金属层、集电区、场截止层、漂移区、沟槽结构和发射极金属层；所述沟槽结构包括假栅结构和栅极结构，其中假栅结构位于漂移区的上方侧面，栅极结构位于漂移区的上方中部；所述假栅结构与发射极金属层电连接，栅极结构经第一介质层与发射极金属层隔离；所述假栅结构包括窄部和宽部，且宽部位于窄部的下方；所述栅极结构与窄部之间的漂移区上方设有载流子存储层，载流子存储层的上方设有P型基区；所述P型基区的上方设有P+发射区与N+发射区，P+发射区、N+发射区分别与发射极金属层电连接。[0007]较佳地，所述宽部包括宽部电极和宽部介质层，宽部电极通过宽部介质层与漂移区隔离；所述窄部包括窄部电极和窄部介质层，窄部电极通过窄部介质层分别与漂移区、载流子存储