[发明专利]一种低泄漏电流的IGBT器件及其制备方法

权利要求书

1.一种低泄漏电流的IGBT器件，包括有源区元胞结构和非有源区终端结构，所述有源区元胞结构包括：N型半导体衬底(4)；形成于所述N型半导体衬底(4)正面的P阱层(5)；形成于所述P阱层(5)正面的高掺杂P+区(6)和高掺杂N+发射区(7)；形成于高掺杂N+发射区(7)中部并在垂直方向上贯穿P阱层(5)且底部位于N型半导体衬底(4)内的沟槽栅；由沟槽栅中的导电材料引出的栅电极；所述高掺杂P+区(6)和高掺杂N+发射区(7)共同引出的发射极电极；形成于所述N型半导体衬底(4)背面的P型集电区(1)；在所述P型集电区(1)引出的集电极，其特征在于，所述P型集电区(1)的顶部引入具有电场截止作用的N型掺杂区，所述N型掺杂区包括形成于P型集电区(1)顶部的一阶N型掺杂区(2)和形成于一阶N型掺杂区(2)顶部的多个柱形的二阶N型掺杂区(3)；

所述一阶N型掺杂区(2)与P型集电区(1)接触，所述二阶N型掺杂区(3)与一阶N型掺杂区(2)接触；所述有源区元胞结构中的二阶N型掺杂区(3)在横向方向和纵向方向上均为间断分布，相邻的二阶N型掺杂区(3)之间为N型半导体衬底(4)；所述非有源区终端结构中的二阶N型掺杂区(3)在横向方向和纵向方向上均为不间断连续分布。

2.根据权利要求1所述的一种低泄漏电流的IGBT器件，其特征在于，所述二阶N型掺杂区(3)的掺杂浓度大于所述N型半导体衬底(4)的掺杂浓度。

3.根据权利要求1所述的一种低泄漏电流的IGBT器件，其特征在于，所述有源区元胞结构中的二阶N型掺杂区(3)的注入窗口选自正方形、圆形和六边形中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种低泄漏电流的IGBT器件，其特征在于，所述一阶N型掺杂区(2)采用浅能级的磷离子、砷离子或深能级的硫离子、硒离子掺杂；所述二阶N型掺杂区(3)采用浅能级的磷离子、砷离子或深能级的硫离子、硒离子掺杂。

5.根据权利要求1所述的一种低泄漏电流的IGBT器件，其特征在于，所述沟槽栅包括填充在沟槽内的多晶硅(8)和用以隔绝多晶硅(8)与沟槽内壁的氧化层(9)。

6.如权利要求1～5任一项所述的一种低泄漏电流的IGBT器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供一N型半导体衬底(4)；形成终端场限环区；在所述N型半导体衬底(4)正面形成P阱层(5)；在所述P阱层(5)正面形成高掺杂P+区(6)和高掺杂N+发射区(7)；形成沟槽栅结构；形成顶部接触电极栅与发射极；钝化；形成背面柱形的二阶N型掺杂区(3)；形成背面一阶N型掺杂区(2)；形成背面P型集电区(1)；形成背面电极集电极；进行测试、划片、管芯分割、引线键合、封装，完成工艺。

7.根据权利要求6所述的一种低泄漏电流的IGBT器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：所述二阶N型掺杂区(3)通过质子辐照和低温退火相结合的方式形成。