[发明专利]一种具有载流子存储层的平面栅IGBT器件

摘要

本发明涉及功率半导体领域，提供一种具有载流子存储层的平面栅IGBT器件，用以解决现有的具有载流子存储层的槽栅IGBT栅驱电荷过大、短路安全工作区较小以及CSL层浓度受限的问题。本发明将传统用于制作槽栅IGBT沟道的深槽与槽底部的P型埋层结合构成电场屏蔽结构，实现对载流子存储层电位的钳位，使得本发明IGBT的载流子存储层的浓度能够比传统IGBT高很多，能够具有更高的阴极注入效率，获得更优的导通压降和关断损耗的折中关系。同时，由于采用平面栅和电场屏蔽结构，本发明IGBT具有更低的栅驱动功耗和更低的饱和电流密度，从而提高了IGBT的安全工作区。

主权项

1.一种具有载流子存储层的IGBT器件，包括：耐压区(1)；设置于耐压区上的N型载流子存储层(3)与N型半导体层(17)；设置于N型载流子存储层(3)上的N型JFET区(2)及与之相邻的P型基区(6)，且所述P型基区(6)同时位于N型半导体层(17)上；设置在基区(6)内的N型阴极源区(4)及与之相邻的P型体接触区(5)；设置于半导体上表面的一个深入至耐压区(1)的深槽，所述深槽贯穿所述体接触区(5)与P型基区(6)、且将N型载流子存储层(3)与N型半导体层(17)完全分隔；所述深槽下方设置有位于耐压区(1)中的P型埋层(7)，且P型埋层与深槽底部相接触；所述深槽由槽壁介质层(15)和槽内导体(16)构成；设置于半导体区上表面的栅氧化层(10)和阴极金属(13)，所述栅氧化层覆盖了部分或全部N型JFET区(2)、部分P型基区(6)及部分阴极源区(4)，所述阴极金属覆盖部分阴极源区(4)、体接触区(5)及深槽，且所述栅氧化层(10)与阴极金属(13)不接触；设置于栅氧化层(10)上的重掺杂多晶硅(11)，设置于重掺杂多晶硅上的作为栅电极金属(12)；设置在耐压区(1)下的N型缓冲层(9)，设置在N型缓冲层下的P型阳极区(8)，设置在P型阳极区下的阳极金属(14)。