[实用新型]低电容IGBT器件

说明书

本实用新型公开了一种低电容IGBT器件，包括N型漂移区、两条沟槽栅、设置于两条沟槽栅之间的有源区、设置于N型漂移区上表面的浮空P区以及设置于所述沟槽栅和所述浮空P区之间的辅助槽。本实用新型的低电容IGBT器件，辅助槽的引入极大的降低了器件的弥勒电容，能够给器件带来较优的性能提升，并且不会降低任何参数指标。

技术领域

本实用新型属于半导体产品技术领域，具体地说，本实用新型涉及一种低电容IGBT器件。

背景技术

绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)结合了BJT(双极结型晶体管)的低导通压降和MOSFET(绝缘栅型场效应晶体管)的高输入阻抗两个优点，具有全控型、电压驱动、低导通压降以及低开关损耗等特点。其应用也越来越广泛，目前广泛应用于高压电网、轨道交通、电动汽车、工业、军工以及家电等各大领域，是一种重要的功率半导体器件。

随着IGBT技术的发展，芯片面积越来越小，电流密度越来越大，导通压降与开关损耗之间的折中关系尤为重要。发射极表面载流子增强技术的提出改善了IGBT导通压降与开关损耗之间的折中关系，常见的一种载流子增强技术是一种浮空P型IGBT，其结构如图1所示。浮空P区的引入，提高了在导通状态下器件表面载流子浓度，降低了器件的导通压降；浮空P区的引入使得沟槽栅极只有一侧存在沟道，能够有效的控制沟道的数量，保证了器件的短路能力；另外浮空P型IGBT结构与常规Trench IGBT基本一致，结构比较简单，工艺与常规Trench IGBT工艺一致，不会增加任何的工艺难度以及工艺成本。

浮空P型IGBT的主要寄生电容分布如图2所示，其电容主要有三部分，肼区结电容形成集电极-发射极电容(CCE),多晶硅沟槽栅与肼区、N+区以及表面金属形成栅极-集电极电容(CGE)，多晶硅沟槽栅与漂移区、浮P区形成栅极-集电极电容(CGC)。其中最大的那部分寄生电容是栅极多晶硅与集电极组成的栅极-集电极电容(CGC)，又称为弥勒电容。过大的弥勒电容在器件关断时需要较长的放电时间，开关速率较慢，开关损耗大；过大的弥勒电容在器件开通时器件栅极将会有一个很大的位移电流，栅极变得不可控，在器件开关过程中出现很大的dv/dt导致应用端出现EMC问题，引入较大的尖峰电流，导致器件以及配套FRD失效；在短路状况下，过大的弥勒电容导致器件不可控，瞬间功率比较高，容易导致器件短路失效，降低器件的短路能力。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提供一种低电容IGBT器件，目的是降低弥勒电容。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：低电容IGBT器件，包括N型漂移区、两条沟槽栅、设置于两条沟槽栅之间的有源区、设置于N型漂移区上表面的浮空P区以及设置于所述沟槽栅和所述浮空P区之间的辅助槽。

所述浮空P区设置两个，所述辅助槽设置两个，所述两条沟槽栅位于两个辅助槽之间。

所述有源区包括肼区、P+接触区和N+发射极。

所述沟槽栅上方设置绝缘隔离介质层和正面发射极金属。

所述辅助槽包括绝缘氧化层和多晶硅dummy。

本实用新型的低电容IGBT器件，辅助槽的引入极大的降低了器件的弥勒电容，能够给器件带来较优的性能提升，并且不会降低任何参数指标。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是现有技术浮空P型IGBT结构示意图；

图2是现有技术浮空P型IGBT寄生电容分布图；

图3是本实用新型低电容IGBT的结构示意图；

图4a至4i是低电容IGBT的制造过程示意图；