[发明专利]具有载流子存储结构的IGBT器件及其制造方法

权利要求书

1.一种具有载流子存储结构的IGBT器件，在所述IGBT器件的俯视平面上，包括位于半导体基板上的有源区以及终端保护区，所述有源区位于半导体基板的中心区，终端保护区位于有源区的外圈并环绕包围所述有源区；在所述IGBT器件的截面上，半导体基板具有两个相对的主面，所述主面包括第一主面以及与第一主面相对应的第二主面，半导体基板的第一主面与第二主面间包括第一导电类型漂移区；

在所述IGBT器件的截面上，有源区采用沟槽结构，在有源区的第一导电类型漂移区内设有第二导电类型体区，第二导电类型体区位于第一导电类型漂移区内的上部，元胞沟槽位于第二导电类型体区内，深度伸入第二导电类型体区下方的第一导电类型漂移区内；其特征是：

在有源区的第一导电类型漂移区内设有载流子存储结构，所述载流子存储结构包括用于将元胞沟槽伸入第一导电类型漂移区内外壁全包围的第一导电类型载流子存储区，第一导电类型载流子存储区的掺杂浓度大于第一导电类型漂移区的掺杂浓度；当相邻的N+载流子存储区相互连接后，所形成的载流子存储结构中，在垂直于元胞沟槽长度以及平行于元胞沟槽的长度方向上，载流子存储结构内N型掺杂浓度是非均匀分布的；

在所述IGBT器件的截面上，终端保护区包括第二导电类型保护环、第一导电类型截止环以及用于形成主结的第二导电类型结区，所述第二导电类型结区与有源区内邻近终端保护区的元胞沟槽接触，第二导电类型保护环位于第二导电类型结区与第一导电类型截止环间，第一导电类型截止环位于终端保护区的外圈，第一导电类型截止环与半导体基板第一主面上的截止环金属欧姆接触。

2.根据权利要求1所述的具有载流子存储结构的IGBT器件，其特征是：在所述元胞沟槽的侧壁及底壁生长有绝缘栅氧化层，在生长有绝缘栅氧化层的元胞沟槽内填充有栅极导电多晶硅，元胞沟槽的槽口由绝缘介质层覆盖；在相邻元胞沟槽外侧壁上方设有第一导电类型发射区，所述第一导电类型发射区位于第二导电类型体区内，第一导电类型发射区与元胞沟槽的外侧壁相接触，所述第一导电类型发射区、第二导电类型体区均与半导体基板第一主面上的发射极金属欧姆接触，发射极金属通过绝缘介质层与元胞沟槽内的栅极导电多晶硅绝缘隔离。

3.根据权利要求2所述的具有载流子存储结构的IGBT器件，其特征是：所述第二导电类型体区内还设有第二导电类型连接区，第二导电类型连接区与发射极金属欧姆接触，第二导电类型体区通过第二导电类型连接区与发射极金属电连接；栅极导电多晶硅与半导体基板第一主面上方的栅极金属电连接。

4.根据权利要求1所述的具有载流子存储结构的IGBT器件，其特征是：所述第二导电类型结区与第二导电类型保护环为同一工艺制造层，在终端保护区的第一主面上还设有阻挡介质层，所述阻挡介质层上还覆盖有绝缘介质层，截止环金属支撑在与绝缘介质层上。

5.根据权利要求1所述的具有载流子存储结构的IGBT器件，其特征是：所述第一导电类型漂移区内还设有第二导电类型集电区，所述第二导电类型集电区与半导体基板第二主面上的集电极金属欧姆接触。

6.根据权利要求5所述的具有载流子存储结构的IGBT器件，其特征是：在所述第一导电类型漂移区内还设有第一导电类型电场截止层，所述第一导电类型电场截止层邻接第一导电类型漂移区及第二导电类型集电区，第一导电类型电场截止层的掺杂浓度大于第一导电类型漂移区的掺杂浓度。