[发明专利]IGBT器件及其制造方法

权利要求书

1.一种IGBT器件，其特征在于，包括：

漂移区，由形成于半导体衬底表面的第一导电类型轻掺杂区组成；

第二导电类型掺杂的阱区，形成于所述漂移区表面；

在所述漂移区的底部表面形成有由第二导电类型重掺杂区组成的集电区；

电荷存储层，所述电荷存储层形成于所述漂移区的顶部区域且位于所述漂移区和所述阱区交界面的底部，所述电荷存储层具有第一导电类型重掺杂；所述电荷存储层用于阻挡第二导电类载流子从所述漂移区中进入到所述阱区中；

多个沟槽，各所述沟槽穿过所述阱区和所述电荷存储层且各所述沟槽的进入到所述漂移区中；一个所述IGBT器件的单元结构中包括一个栅极结构以及形成于所述栅极结构两侧的第二屏蔽电极结构，在所述栅极结构的每一侧包括至少一个所述第二屏蔽电极结构；

所述栅极结构包括形成于一个对应的所述沟槽中的第一屏蔽多晶硅和多晶硅栅的叠加结构，所述第一屏蔽多晶硅组成第一屏蔽电极结构；

所述多晶硅栅位于所述第一屏蔽多晶硅的顶部，所述第一屏蔽多晶硅和对应的所述沟槽的底部表面和侧面之间通过第一屏蔽介质层隔离，所述第一屏蔽多晶硅和所述多晶硅栅之间通过多晶硅间介质层隔离，所述多晶硅栅和所述沟槽的侧面之间通过栅介质层隔离；

所述第二屏蔽电极结构由填充于所述栅极结构两侧的所述沟槽中的第二屏蔽多晶硅组成；

所述第二屏蔽多晶硅和对应的所述沟槽的底部表面和侧面之间通过第二屏蔽介质层隔离；

被所述多晶硅栅侧面覆盖的所述阱区的表面用于形成沟道；

由第一导电类型重掺杂的发射区形成在所述多晶硅栅两侧的所述阱区的表面；

所述多晶硅栅通过顶部对应的接触孔连接到由正面金属层组成的金属栅极，所述接触孔穿过层间膜；

所述发射区通过顶部的对应的接触孔连接到由正面金属层组成的金属源极；令所述发射区顶部对应的接触孔为源极接触孔，所述源极接触孔还和穿过所述发射区和所述阱区接触；

所述第一屏蔽多晶硅和所述第二屏蔽多晶硅也分布通过对应的接触孔连接到所述金属源极；

在所述集电区的底部表面形成有由背面金属层组成的金属集电极；

通过形成于所述栅极结构两侧的具有沟槽式结构的所述第二屏蔽电极结构降低IGBT器件的沟槽的步进，从而降低IGBT器件的输入电容、输出电容和逆导电容，提高器件的开关速度；通过将所述第一屏蔽多晶硅和所述第二屏蔽多晶硅和所述金属源极短接提高器件的短路电流能力；通过所述电荷存储层减少器件的饱和压降。

2.如权利要求1所述的IGBT器件，其特征在于：所述半导体衬底为硅衬底；在所述硅衬底表面形成有硅外延层，所述漂移区直接由第一导电类型轻掺杂的所述硅外延层组成，所述阱区形成于所述漂移区表面的所述硅外延层中。

3.如权利要求1所述的IGBT器件，其特征在于：令各所述第二屏蔽多晶硅顶部对应的接触孔为屏蔽接触孔；

在各所述单元结构中，所述源极接触孔和最邻近的一个所述屏蔽接触孔合并成一个接触孔，最邻近的所述屏蔽接触孔外侧的所述屏蔽接触孔呈独立结构；

或者，在各所述单元结构中，所述源极接触孔和各所述屏蔽接触孔连接成一个整体结构。

4.如权利要求1所述的IGBT器件，其特征在于：所述第一屏蔽介质层和所述第二屏蔽介质层的工艺条件相同且同时形成，所述第一屏蔽多晶硅和所述第二屏蔽多晶硅的工艺条件相同且同时形成。

5.如权利要求1所述的IGBT器件，其特征在于：一个所述单元结构中包括5个所述沟槽，在所述栅极结构的每一侧包括二个所述第二屏蔽电极结构。

6.如权利要求5所述的IGBT器件，其特征在于：所述沟槽的步进为1微米～3微米。

7.如权利要求1所述的IGBT器件，其特征在于：在所述漂移区和所述集电区之间形成有由第一导电类型重掺杂区组成的电场中止层。