[发明专利]一种逆阻型IGBT及其制造方法

摘要

一种逆阻型IGBT及其制造方法，属于功率半导体器件技术领域。本发明通过在在沟槽栅一侧引入浮空P型体区以及在集电区和场阻止层之内引入沟槽集电极结构，在不影响IGBT器件阈值电压和开通的情况下，提高了器件的正向击穿电压；减小栅极‑集电极电容，改善密勒效应带来的不利影响；降低整体栅极电容，提高器件的开关速度，降低器件的开关损耗，改善传统CSTBT器件正向导通压降与关断损耗之间的折中关系；避免器件开启动态过程中电流、电压振荡和EMI问题，提高器件可靠性；提高器件发射极端的载流子增强效应，改善漂移区的载流子浓度分布，进一步改善正向导通压降与关断损耗的折中；提高器件的反向击穿电压，在保证器件良好的正向特性的同时获得优异的反向阻断性能。

主权项

一种逆阻型IGBT，其元胞结构包括：从下而上依次层叠设置的集电极金属(17)、P型集电区(16)、N型电场阻止层(15)、N型漂移区(10)和发射极金属(1)；其特征在于：所述N型漂移区(10)中具有N+发射区(3)、P+发射区(4)、P型基区(5)、N型电荷存储层(6)和沟槽栅结构；所述N型漂移区(10)的顶层中还具有浮空P区(9)，浮空P区(9)位于沟槽栅结构的一侧且与之相连，N+发射区(3)、P+发射区(4)、P型基区(5)、N型电荷存储层(6)位于沟槽栅结构的另一侧；N+发射区(3)和P+发射区(4)相互接触且并排位于发射极金属(1)的下方并与发射极金属(1)相连；P型基区(5)位于N+发射区(3)和P+发射区(4)的下方且与二者相连，N型电荷存储层(6)位于P型基区(5)和N型漂移区(10)之间；所述沟槽栅结构包括：栅电极(81)和栅介质层，栅电极(81)向下穿过Nsd区(3)、P型基区(5)和N型电荷存储层(6)并延伸入N型漂移区(10)，栅电极(81)的侧面及底面被栅介质层包围，栅介质层的一侧壁分别与N+发射区(3)、P型基区(5)和N型电荷存储层(6)相接触；栅电极(81)、栅介质层和浮空P区(9)的上表面与表面介质层(2)相连，表面介质层(2)与发射极金属(1)相连；还包括：由下至上依次贯穿P型集电区(16)和N型电场阻止层(15)并延伸进入N型漂移区(10)中的沟槽集电极结构，沟槽集电极结构包括集电极电极(1101)和集电极介质层(1102)，集电极电极(1101)与集电极金属(17)相连，并且集电极电极(1101)的深度大于N型电场阻止层(15)的结深，集电极电极(1101)通过集电极介质层(1102)与N型电场阻止层(15)和P型集电区(16)相连，集电极介质层(1102)的厚度大于栅介质层的厚度。