[发明专利]双沟槽‑栅极绝缘栅双极晶体管结构

权利要求书

1.一种绝缘栅双极晶体管器件，其特征在于，包括：

衬底，其包括一个第一导电类型的半导体底层以及一个第二导电类型的半导体顶层；

至少一个第一栅极，其设置在衬底上方的相应的第一沟槽中，所述的第一沟槽在沟槽的每个侧面带有一个栅极绝缘物，并用多晶硅填充；

第二栅极，其设置在衬底上方的第二沟槽中，所述的第二沟槽在沟槽的每个侧面带有一个栅极绝缘物，并用多晶硅填充，所述的第二沟槽垂直延伸到比所述的第一沟槽更深的地方；

第一导电类型的本体区，其设置在所述的第一栅极和/或第二栅极之间；以及

至少一个堆栈层，其设置在所述的第一栅极的底部和半导体顶层的顶部之间，所述的堆栈层包括一个第二导电类型的浮动本体区，所述的一个第二导电类型的浮动本体区位于一个第一导电类型的浮动本体区上方，所述的堆栈层设置在第二沟槽底部和所述的第一沟槽底部之间。

2.如权利要求1所述的绝缘栅双极晶体管器件，其特征在于，所述的堆栈层的底部在第二栅极的底部上方。

3.如权利要求1所述的绝缘栅双极晶体管器件，其特征在于，所述的第一栅极垂直延伸到范围为1至3微米的深度，间距为1至3微米。

4.如权利要求1所述的绝缘栅双极晶体管器件，其特征在于，所述的第二栅极垂直延伸到比所述的第一栅极更深3至6微米的深度。

5.如权利要求1所述的绝缘栅双极晶体管器件，其特征在于，所述的第一导电类型的浮动本体区在第二栅极的一个侧壁附近。

6.如权利要求1所述的绝缘栅双极晶体管器件，其特征在于，所述的第一导电类型的本体区的掺杂浓度，低于第一导电类型的浮动本体区的掺杂浓度。

7.如权利要求1所述的绝缘栅双极晶体管器件，其特征在于，所述的第一导电类型为P型，第二导电类型为N型。

8.如权利要求1所述的绝缘栅双极晶体管器件，其特征在于，所述的第一导电类型为N型，第二导电类型为P型。

9.如权利要求1所述的绝缘栅双极晶体管器件，其特征在于，所述的第二栅极的底部触及到半导体顶层中。

10.如权利要求1所述的绝缘栅双极晶体管器件，其特征在于，所述的第一导电类型的本体区的掺杂浓度范围在5e17cm^-3至5e19cm^-3之间。

11.如权利要求1所述的绝缘栅双极晶体管器件，其特征在于，至少一个所述的第一或第二导电类型的浮动本体区为P-型，掺杂浓度在1e16cm^-3至5e17cm^-3之间，低于本体区的掺杂浓度。

12.如权利要求1所述的绝缘栅双极晶体管器件，其特征在于，至少一个所述的第一或第二导电类型的浮动本体区为N-型，掺杂浓度在3e16cm^-3至1e18cm^-3之间。

13.如权利要求1所述的绝缘栅双极晶体管器件，其特征在于，当所述的IGBT器件接通和断开时，至少一个第一栅极控制。

14.一种用于制备绝缘栅双极晶体管器件的方法，其特征在于，该方法包括：

制备衬底，其包括第一导电类型的半导体底层和第二导电类型的半导体顶层，半导体顶层位于半导体底层上方；

在衬底中，为第一栅极制备至少一个第一沟槽，为第二栅极制备至少一个第二沟槽，其中至少一个第一沟槽和第二沟槽中的每个沟槽都带有栅极绝缘物，并用多晶硅填充，第二沟槽垂直延伸到比至少一个第一沟槽更深的地方；

在半导体顶层上方，制备至少一个堆栈层，至少一个堆栈层包括一个第二导电类型的浮动本体层，在第一导电类型的浮动本体层上方；并且

在至少一个堆栈层上方，制备一个第一导电类型的本体区，其中至少一个堆栈层位于第二沟槽底部和至少一个第一沟槽底部之间的深处。