[实用新型]高密度沟槽栅IGBT器件

说明书

本实用新型公开了一种高密度沟槽栅IGBT器件，包括发射极PAD区和栅极PAD区，所述发射极PAD区设置第一沟槽，所述栅极PAD区设置第二沟槽，第一沟槽的长度方向与第二沟槽的长度方向相垂直，第二沟槽的宽度大于或等于第一沟槽的宽度。本实用新型的高密度沟槽栅IGBT器件，通过在器件上发射极PAD区之外的其他部位适当的增加垂直于管芯区域方向的沟槽，不同方向的应力之间难以叠加作用在晶圆上，可以减小生产过程中的翘曲程度。

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高密度沟槽栅IGBT器件。

背景技术

随着新能源汽车的兴起，绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate BipolarTransistor，IGBT)逐渐的走进了人民的视野中，在现如今的社会生活中起到了极其重要的作用。IGBT是最重要的功率半导体器件之一，它在白色家电、电动汽车、光伏逆变、风电、储能以及轨道交通中占据重要地位。

IGBT技术由20世纪80年代初期提出，从最初的Planar PT(punch through)IGBT开始，经过Planar NPT(non-punch through)IGBT、Trench NPT IGBT、planar FS(fieldstop)IGBT等几代技术的发展，如今Trench FS IGBT技术成为了主流。当前国际领先的IGBT技术是高密度沟槽栅field stop IGBT，高密度沟槽栅技术的应用极大的提高了器件的性能参数。其高密度的深沟槽在器件导通时能够将大量少数载流子存储在器件的漂移区中，能够降低器件的通态损耗，在反向阻断时，高密度的深沟槽能够提供接近平面结的反向耐压能力，高密度的沟槽栅能够有效的调节出最合适的电容比率，在开关过程中较小的开关损耗以及较优的开关特性。

目前高密度沟槽栅FS IGBT具有沟槽密度高、沟槽深度深、Pwell尺寸小、接触孔尺寸小等结构特点，在晶圆生产过程中，过高的沟槽密度会带来晶圆翘曲大的问题。晶圆翘曲大主要发生原因是因为沟槽中的多晶硅经过高温过程会发生晶变，多晶硅体积收缩，给晶圆表面带来较大的拉应力，使得晶圆出现变形。出现晶圆翘曲过大将严重影响晶圆生产制造，首先高密度沟槽栅IGBT的结构很小，工艺容差小，当晶圆出现翘曲过大会导致晶圆局部光刻套偏的问题，从而导致晶圆片内良率低，器件成本高；其次晶圆生产都是高精密仪器，晶圆翘曲过大会出现设备识别晶圆困难，无法完成正常生产制造的风险；最后，晶圆生产过程中都是通过各种机械手臂抓取晶圆，台盘吸附晶圆，晶圆翘曲过大会导致晶圆在生产过程中出现抓取吸附困难的问题，甚至吸附不牢掉落导致晶圆在设备中碎裂，设备宕机的问题。

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高密度沟槽栅IGBT器件，目的是减小生产过程中器件的翘曲程度。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：高密度沟槽栅IGBT器件，包括发射极PAD区和栅极PAD区，所述发射极PAD区设置第一沟槽，所述栅极PAD区设置第二沟槽，第一沟槽的长度方向与第二沟槽的长度方向相垂直，第二沟槽的宽度大于或等于第一沟槽的宽度。

所述第一沟槽的宽度为0.8-1.5um。

所述第一沟槽设置多个，相邻的两个第一沟槽之间的间距为0.4-3um。

所述第二沟槽的宽度为0.8-1.8um。

所述第二沟槽设置多个，相邻的两个第二沟槽之间的间距为0.4-3um。

所述第一沟槽的长度大于所述第二沟槽的长度。

本实用新型的密度沟槽栅IGBT器件，通过在器件上发射极PAD区之外的其他部位适当的增加垂直于管芯区域方向的沟槽，不同方向的应力之间难以叠加作用在晶圆上，可以减小生产过程中的翘曲程度。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：