[发明专利]一种具有含虚栅的复合栅结构的IGBT芯片

权利要求书

1.一种具有含虚栅的复合栅结构的IGBT芯片，其特征在于，包括晶圆基片和形成于所述晶圆基片正面的若干个依次排列的复合栅单元，每一所述复合栅单元包括栅极区和有源区：

所述栅极区包括：

在所述栅极区的指定位置刻蚀形成的相邻的两个沟槽，所述两个沟槽内分别设置有第一沟槽栅极和第二沟槽栅极；

在所述栅极区的表面设置的平面栅极，所述平面栅极与第一沟槽栅极相连，所述第二沟槽栅极设置于平面栅极和第一沟槽栅极之间以将二者隔开，且所述第二沟槽栅极为虚栅极；以及

隔离所述第一沟槽栅极、第二沟槽栅极以及平面栅极与所述晶圆基片的栅氧化层，和覆盖所述平面栅极外表面的隔离保护层；

所述有源区包括位于所述栅极区两侧的沟槽栅有源区和平面栅有源区，其中，所述沟槽栅有源区和平面栅有源区均包括自下而上分布的N阱区、P阱区、P+掺杂区和N+掺杂扩散区。

2.根据权利要求1所述的IGBT芯片，其特征在于，

所述N阱区是通过向其所属的有源区注入第一剂量的N型杂质，并使该N型杂质在该N阱区所属的有源区的下方扩散，同时横向扩散至所述平面栅极中与该N阱区所属的有源区相接触的边缘的下方而形成的区域；

所述P阱区是通过向其对应的所述N阱区注入第二剂量的P型杂质，并使该P型杂质在该P阱区所属的有源区的下方扩散，同时横向扩散至所述平面栅极中与该P阱区所属的有源区相接触的边缘的下方而形成的区域；

所述N+掺杂扩散区是通过向其对应的所述P阱区扩散第三剂量的N型杂质，之后经过刻蚀而保留在所述平面栅极下方的区域，其中所述N+掺杂扩散区的底部高于其对应的所述P阱区经过此次刻蚀而暴露出的表面；

所述P+掺杂区是通过向其对应的所述P阱区经过此次刻蚀而暴露出的表面注入第四剂量的P型杂质而形成的区域，其中所述P+掺杂区的侧部通过扩散与其对应的所述N+掺杂扩散区相连；

其中，所述沟槽栅有源区的N阱区、P阱区以及N+掺杂扩散区的侧部止于所述第一沟槽栅极侧壁的栅氧化层。

3.根据权利要求1所述的IGBT芯片，其特征在于，

所述平面栅极与第二沟槽栅极断开。

4.根据权利要求3所述的IGBT芯片，其特征在于，

所述第二沟槽栅极悬空或接地。

5.根据权利要求1所述的IGBT芯片，其特征在于，

所述平面栅极还与第二沟槽栅极相连。

6.根据权利要求2所述的IGBT芯片，其特征在于，还包括覆盖所述隔离保护层、所述沟槽栅有源区的P+掺杂区和所述平面栅有源区的P+掺杂区的金属层。

7.根据权利要求2所述的IGBT芯片，其特征在于，所述第一剂量小于所述第三剂量，所述第二剂量小于所述第四剂量。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的IGBT芯片，其特征在于，每两个所述复合栅单元以镜像对称的方式组成一个元胞。

9.根据权利要求8所述的IGBT芯片，其特征在于，

所述元胞为六角形元胞结构，并且多个所述元胞以蜂窝状分布在晶圆基片上；或者，

所述元胞为方形元胞结构，并且多个所述元胞矩阵式地分布在晶圆基片上；或者，

所述元胞为条形元胞结构，并且多个所述元胞并排地分布在晶圆基片上。

10.根据权利要求1至5中任一项所述的IGBT芯片，其特征在于，还包括形成于所述晶圆基片背面的背部结构，所述背部结构为穿通型结构、非穿通型结构或软穿通型结构。