[发明专利]一种低导通电阻、小栅电荷的双沟槽碳化硅IGBT器件与制备方法

摘要

本发明提供一种低导通电阻、小栅电荷的双沟槽碳化硅IGBT器件与制备方法，器件包括源极、第一导电类型源区接触、第二导电类型基区、重掺杂第二导电类型沟槽区、第一导电类型多晶硅栅极、第二导电类型多晶硅栅极、槽栅介质、第二导电类型栅氧保护区、第一导电类型包裹区、第一导电类型漂移区、第二导电类型衬底和漏极。本发明所述第一导电类型多晶硅栅极与第二导电类型多晶硅栅极形成的空间电荷区，减小了栅极与漏极的耦合，因而降低了器件栅电荷；第一导电类型包裹区可以减小第二导电类型栅氧保护区在漂移区中形成的空间电荷区，并且能够有效传输电流，因而可以降低器件导通电阻；重掺杂第二导电类型沟槽区有效屏蔽栅氧电场，保护栅氧。

主权项

1.一种低导通电阻、小栅电荷的双沟槽碳化硅IGBT器件，包括：第一导电类型多晶硅栅极(5)；包裹第一导电类型多晶硅栅极(5)的槽栅介质(7)；设置在槽栅介质(7)两侧的对称结构的源极(1)；设置在源极(1)底部的第一导电类型源接触区(2)、第二导电类型基区(3)和重掺杂第二导电类型沟槽区(4)；自上而下依次设置在槽栅介质(7)下方的第二导电类型栅氧保护区(8)、第一导电类型漂移区(10)、第二导电类型衬底(11)以及漏极(12)；其特征在于，所述第一导电类型多晶硅栅极(5)下方设置有第二导电类型多晶硅栅极(6)，所述槽栅介质(7)包裹第二导电类型多晶硅栅极(6)的底部和侧面；所述第二导电类型栅氧保护区(8)与第一导电类型漂移区(10)之间设置有第一导电类型包裹区(9)，第一导电类型包裹区(9)包裹槽栅介质(7)和第二导电类型栅氧保护区(8)，并与第二导电类型基区(3)的底面接触，所述第一导电类型包裹区(9)掺杂浓度高于第一导电类型漂移区(10)掺杂浓度，第一导电类型包裹区域(9)深度较第二导电类型栅氧保护区(8)深0μm‑0.5μm，第一导电类型包裹区(9)宽度较第二导电类型栅氧保护区(8)宽0.1μm‑0.5μm；所述第一导电类型多晶硅栅极(5)经淀积形成，厚度为0.3μm‑1.2μm，掺杂浓度为1×10¹⁵cm^‑3‑1×10¹⁷cm^‑3；所述第二导电类型多晶硅栅极(6)经淀积形成，置于第一导电类型多晶硅栅极(5)下方，厚度为0.1μm‑0.5μm，掺杂浓度为1×10¹⁹cm^‑3‑3×10¹⁹cm^‑3；所述重掺杂第二导电类型沟槽区(4)厚度为0.7μm‑2.5μm，掺杂浓度为1×10¹⁹cm^‑3‑1×10²⁰cm^‑3。