能降低米勒电容的沟槽型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CN110379852A(43)申请公布日2019.10.25(21)申请号201910773779.3(22)申请日2019.08.21(71)申请人江苏中科君芯科技有限公司地址214000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D2-501(72)发明人陈钱许生根张金平姜梅(74)专利代理机构苏州国诚专利代理有限公司32293代理人韩凤(51)Int.Cl.H01L29/739(2006.01)H01L29/06(2006.01)H01L29/423(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称能降低米勒电容的沟槽型IGBT器件(57)摘要本发明涉及一种能降低米勒电容的沟槽型IGBT器件，其通过浮空第二导电类型区能提高IGBT发射极侧的载流子浓度，浮空第二导电类型区结深大于元胞沟槽的深度，浮空第二导电类型区还包覆元胞沟槽的部分底部，降低元胞沟槽角落处的电场，从而提高IGBT器件的耐压。在浮空第二导电类型区内设置一个或多个浮空区沟槽，浮空区沟槽的深度小于所述浮空第二导电类型区的结深，浮空区沟槽的宽度不小于元胞沟槽的宽度，浮空区沟槽内的浮空沟槽多晶硅与发射极金属欧姆接触，从而屏蔽元胞栅极多晶硅的电压变化，有效地降低了米勒电容Cgc，从而达到提高器件开通速度，降低开通损耗的目的。CN110379852ACN110379852A权利要求书1/1页1.一种能降低米勒电容的沟槽型IGBT器件，包括具有第一导电类型的半导体基板以及设置于所述半导体基板中心区的元胞区，元胞区内的元胞采用沟槽结构，元胞沟槽位于半导体基板内；其特征是：在IGBT器件的截面上，元胞区内的元胞内包括两个相邻的元胞沟槽以及与元胞沟槽适配连接的浮空第二导电类型区，浮空第二导电类型区的底部位于元胞沟槽槽底的下方，浮空第二导电类型区与元胞沟槽相应的侧壁以及底壁接触，在所述浮空第二导电类型区内设置有至少一个浮空区沟槽，浮空区沟槽位于两个元胞沟槽之间，浮空区沟槽的槽底位于所述浮空第二导电类型区内；在元胞沟槽内的侧壁以及底壁上均设置元胞绝缘氧化层，在设有元胞绝缘氧化层的元胞沟槽内填充有元胞栅极多晶硅；在元胞沟槽的外侧设置第二导电类型基区，所述第二导电类型基区位于元胞沟槽槽底的上方，第二导电类型基区与元胞沟槽的外侧壁接触，在第二导电类型基区内的上部设置第一导电类型发射区以及第二导电类型发射区，第二导电类型发射区位于第一导电类型发射区的外侧，第一导电类型发射区与元胞沟槽的外侧壁接触，第一导电类型发射区、第二导电类型发射区均与半导体基板正面上的发射极金属欧姆接触，所述发射极金属通过覆盖元胞沟槽槽口的栅极多晶硅绝缘介质层与元胞栅极多晶硅绝缘隔离，且发射极金属通过栅极多晶硅绝缘介质层与浮空第二导电类型区绝缘隔离；在浮空区沟槽内的侧壁以及底壁上设置浮空沟槽绝缘氧化层，在设有浮空沟槽绝缘氧化层的浮空区沟槽内填充有浮空沟槽多晶硅，所述浮空沟槽多晶硅与发射极金属欧姆接触。2.根据权利要求1所述的能降低米勒电容的沟槽型IGBT器件，其特征是：所述半导体基板包括第一导电类型漂移区以及与所述第一导电类型漂移区邻接的第一导电类型场截止层，元胞沟槽、浮空第二导电类型区均位于第一导电类型漂移区内；在所述第一导电类型场截止层上设置第二导电类型集电区，在所述第二导电类型集电区上设置集电极金属层，所述集电极金属层与第二导电类型集电区欧姆接触。3.根据权利要求1所述的能降低米勒电容的沟槽型IGBT器件，其特征是：浮空区沟槽内的浮空沟槽多晶硅还延伸进入元胞沟槽内，所述元胞沟槽内的浮空沟槽多晶硅与浮空区沟槽内的浮空沟槽多晶硅相互连接成一体，元胞沟槽内的浮空沟槽多晶硅通过元胞绝缘氧化层与元胞栅极多晶硅以及元胞沟槽的侧壁与底壁绝缘隔离，浮空第二导电类型区上方的浮空沟槽多晶硅通过浮空多晶绝缘介质层与浮空第二导电类型区绝缘隔离。4.根据权利要求1所述的能降低米勒电容的沟槽型IGBT器件，其特征是：浮空区沟槽的深度与元胞沟槽的深度相一致；浮空第二导电类型区内有且仅有一个浮空区沟槽时，浮空区沟槽的宽度大于元胞沟槽的宽度；浮空第二导电类型区内存在2～10个浮空区沟槽时，浮空区沟槽的宽度不小于元胞沟槽的宽度。5.根据权利要求1所述的能降低米勒电容的沟槽型IGBT器件，其特征是：所述半导体基板的材料包括体硅、碳化硅、砷化镓或磷化铟。2CN110379852A说明书1/5页能降低米勒电容的沟槽型IGBT器件技术领域[0001]本发明涉及一种沟槽型IGBT器件，尤其是一种能降低米勒电容的沟槽型IGBT器件，属于沟槽型IGBT器件的技术领域。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