[发明专利]具有绝缘栅半导体元件的半导体器件和绝缘栅双极晶体管

摘要

本发明公开了一种具有绝缘栅半导体元件的半导体器件和绝缘栅双极晶体管。一种具有IGBT的半导体器件包括：衬底(1)；衬底上的漂移层(2)和基极层(3)；穿透基极层以将基极层分成基极部分(3a-3d)的沟槽(4)；一个基极部分中的发射极区(5)；沟槽中的栅极元件(7a-7c)；发射极电极(15)；以及集电极电极(16)。所述一个基极部分提供沟道层(3a)，另一基极部分提供没有发射极区的浮置层(3b-3d)。栅极元件包括与沟道层相邻的栅电极(7a)和与浮置层相邻的虚设栅电极(7b-7c)。浮置层包括与沟道层相邻的第一浮置层(3b)以及远离沟道层的第二浮置层(3c)。虚设栅电极和第一浮置层与基极层上的第一浮置布线(12)电耦合。虚设栅电极与第二浮置层隔离开。

主权项

1、一种具有绝缘栅半导体元件的半导体器件，包括：具有第一导电类型的半导体衬底(1)；具有第二导电类型且设置于所述衬底(1)上的漂移层(2)；具有所述第一导电类型且设置于所述漂移层(2)上的基极层(3)；多个穿透所述基极层(3)且抵达所述漂移层(2)的沟槽(4)，其中所述基极层(3)被所述多个沟槽(4)分成多个基极部分(3a-3d)，且每个沟槽(4)都沿着第一方向延伸；具有所述第二导电类型的发射极区(5)，其设置于所述基极部分(3a-3d)的一个中且接触对应沟槽(4)的侧壁；隔着绝缘膜(6)设置于每个沟槽(4)中的栅极元件(7a-7c)；与所述发射极区(5)电耦合的发射极电极(15)；以及设置于所述衬底(1)背侧上的集电极电极(16)，其中所述集电极电极(16)与所述漂移层(2)相对，其中每个基极部分(3a-3d)都沿所述第一方向延伸，从而所述多个基极部分(3a-3d)彼此平行，其中所述基极部分(3a-3d)中的所述一个提供沟道层(3a)，在所述沟道层中设置所述发射极区(5)，而所述基极部分(3a-3d)中的另一个提供浮置层(3b-3d)，在所述浮置层中不设置发射极区(5)，其中以预定次序重复设置所述沟道层(3a)和所述浮置层(3b-3d)，使得所述沟道层(3a)的数量和所述浮置层(3b-3d)的数量之比恒定，其中所述栅极元件(7a-7c)包括栅电极(7a)和虚设栅电极(7b-7c)，其中所述栅电极(7a)设置于接触所述沟道层(3a)的对应沟槽(4)中，而所述虚设栅电极(7b-7c)设置于接触所述浮置层(3b-3d)的另一沟槽(4)中，其中所述浮置层(3b-3d)包括隔着所述栅电极与所述沟道层相邻的第一浮置层(3b)以及隔着所述虚设栅电极(7b-7c)远离所述沟道层(3a)的第二浮置层(3c)，其中所述虚设栅电极(7b-7c)和所述第一浮置层(3b)与第一浮置布线(12)电耦合，该第一浮置布线(12)沿垂直于所述第一方向的第二方向延伸且设置于所述基极层(3)上，并且其中所述虚设栅电极(7b-7c)与所述第二浮置层(3c)电隔离。