[发明专利]绝缘栅双极晶体管器件用于提升器件性能的新型上部结构

权利要求书

1.一种在半导体材料中的绝缘栅双极晶体管(IGBT)器件，其特征在于，包括：

一个半导体衬底，由具有第二导电类型的下部半导体层以及具有第一导电类型的上部半导体层构成；

一个具有第二导电类型的本体区，位于半导体衬底顶部，以及一个具有第一导电类型的源极区，位于本体区顶部；

一个第一导电类型的重掺杂区，位于本体区下方以及至少一部分上部半导体层上方，所述的重掺杂区的掺杂浓度高于上部半导体层；

一个接触源极区和本体区的发射极电极；

一个含有屏蔽电极的沟槽，所述的屏蔽电极连接到发射极电极上；以及

一个形成在至少一部分源极和本体区上方的平面栅极。

2.如权利要求1所述的IGBT器件，其特征在于，其中重掺杂区和上部半导体层是由IGBT的基极区构成，其中平面栅极位于源极区和本体区附近，从而在本体区中构成一个通道区，从IGBT的源极区到基极区。

3.如权利要求1所述的IGBT器件，其特征在于，源极区还包括：一个重掺杂的源极区和一个轻掺杂的源极(LDS)区，所述的轻掺杂的源极区位于重掺杂的源极区和平面栅极之间。

4.如权利要求1所述的IGBT器件，其特征在于，沟槽还包括一个栅极电极，使得器件具有一个垂直栅极部分和一个水平栅极部分，因此由水平栅极部分构成的通道连接到由垂直栅极部分构成的通道上。

5.如权利要求1所述的IGBT器件，其特征在于，还包括：一个作为虚拟沟槽的第二沟槽，配置所述的虚拟沟槽，不要在沟槽附近形成通道。

6.如权利要求1所述的IGBT器件，其特征在于，该器件不含有沟槽栅极电极。

7.如权利要求6所述的IGBT器件，其特征在于，还包括：一个由平面栅极构成的通道区，其中通道区不在屏蔽电极附近。

8.如权利要求6所述的IGBT器件，其特征在于，源极区位于远离屏蔽沟槽的地方。

9.如权利要求7所述的IGBT器件，其特征在于，屏蔽电极凹陷远离通道区。

10.如权利要求6所述的IGBT器件，其特征在于，屏蔽电极的导电类型与源极区相反。

11.如权利要求6所述的IGBT器件，其特征在于，屏蔽沟槽的走向垂直于平面栅极，并且与沿衬底的顶面设置的平面栅极相交。

12.如权利要求11所述的IGBT器件，其特征在于，源极区和本体区的走向平行于平面栅极，并且将源极区拉开远离屏蔽沟槽。

13.如权利要求1所述的IGBT器件，其特征在于，该IGBT是一种垂直器件。

14.如权利要求1所述的IGBT器件，其特征在于，该IGBT具有一个封闭式晶胞布局。

15.一种绝缘栅双极晶体管(IGBT)器件，其特征在于，包括：

一个半导体衬底，包括一个第二导电类型的下部半导体层以及一个第一导电类型的上部半导体层，上部半导体层位于下部半导体层上方；

一个屏蔽栅极沟槽，位于半导体衬底顶部，所述的屏蔽栅极沟槽在其底部具有一个屏蔽电极，在其顶部具有一个栅极电极；

一个第一导电类型的重掺杂区，所述的重掺杂区的掺杂浓度高于上部半导体层，所述的重掺杂区位于和屏蔽电极近似相同的水平位置上，其中所述的IGBT器件是一种垂直器件。

16.如权利要求15所述的绝缘栅双极晶体管(IGBT)器件，其特征在于，还包括：一个位于屏蔽栅极沟槽附近的虚拟沟槽，所述的虚拟沟槽不含有金属氧化物半导体(MOS)通道元素。

17.一种用于制备绝缘栅双极晶体管(IGBT)器件的方法，其特征在于，包括：

制备一个半导体衬底；

在所述的半导体衬底的顶部，制备一个屏蔽沟槽，所述的沟槽具有一个屏蔽电极；

在所述的一部分半导体衬底上方，制备一个平面栅极，使所述的平面栅极提供一个到所述的IGBT器件基极区的通道；并且

在屏蔽电极附近的半导体衬底中，以及所述的平面栅极下方，制备一个重掺杂区。