[发明专利]一种带浮空区的低导通电阻双沟槽碳化硅IGBT器件与制备方法

权利要求书

1.一种带浮空区的低导通电阻双沟槽碳化硅IGBT器件，包括：

第二导电类型多晶硅栅极（6）；

设置在第二导电类型多晶硅栅极（6）上方的第一导电类型多晶硅栅极（5）；

包裹第二导电类型多晶硅栅极（6）的槽栅介质（7）；

设置在槽栅介质（7）两侧的对称结构的源极（1）；

设置在源极（1）底部的第一导电类型源接触区（2）、第二导电类型基区（3）和重掺杂第二导电类型沟槽区（4），重掺杂第二导电类型沟槽区（4）的厚度大于第一导电类型源接触区（2）和第二导电类型基区（3）的厚度之和；

自上而下依次设置在槽栅介质（7）下方的第一导电类型漂移区（10）、第二导电类型衬底（11）以及漏极（12）；

其特征在于，

所述第一导电类型漂移区（10）设置有第二导电类型栅氧保护区（9），第二导电类型栅氧保护区（9）位于槽栅介质（7）正下方且与槽栅介质（7）不接触，所述第二导电类型栅氧保护区（9）两侧设有第二导电类型浮空区（8），所述第二导电类型浮空区（8）位于重掺杂第二导电类型沟槽区（4）正下方且与重掺杂第二导电类型沟槽区（4）不接触。

2.根据权利要求1所述带浮空区的低导通电阻双沟槽碳化硅IGBT器件，其特征在于，所述第一导电类型源接触区（2）与源极（1）的下部、第二导电类型基区（3）的上部以及重掺杂第二导电类型沟槽区（4）的侧面接触，所述重掺杂第二导电类型沟槽区（4）与源极（1）的下部、第一导电类型源接触区（2）的侧面以及第二导电类型基区（3）的侧面接触；所述槽栅介质（7）包裹第二导电类型多晶硅栅极（6）的底部和侧面。

3.根据权利要求1所述带浮空区的低导通电阻双沟槽碳化硅IGBT器件，其特征在于，所述第二导电类型浮空区（8）与第二导电类型栅氧保护区（9）深度相同，为0.3μm-2.5μm，所述第二导电类型浮空区（8）与第二导电类型栅氧保护区（9）厚度相同，为0.1μm-0.5μm，所述第二导电类型浮空区（8）与第二导电类型栅氧保护区（9）掺杂浓度相同，为5×10¹⁷ cm^-3-1×10¹⁹cm^-3。

4.根据权利要求1所述带浮空区的低导通电阻双沟槽碳化硅IGBT器件，其特征在于，所述重掺杂第二导电类型沟槽区（4）厚度为0.7μm-2.5μm，掺杂浓度为1×10¹⁹ cm^-3-1×10²⁰cm^-3。

5.根据权利要求1所述带浮空区的低导通电阻双沟槽碳化硅IGBT器件，其特征在于，所述槽栅介质（7）为SiO₂，经热氧化工艺形成，第一导电类型多晶硅栅极（5）和第二导电类型多晶硅栅极（6）通过淀积充满整个沟槽结构。

6.根据权利要求1所述带浮空区的低导通电阻双沟槽碳化硅IGBT器件，其特征在于，所述第二导电类型衬底（11）是厚度为100μm-500μm，掺杂浓度为1×10¹⁹ cm^-3-1×10²⁰cm^-3碳化硅衬底片；所述第一导电类型漂移区（10）厚度为10μm-30μm，掺杂浓度为1×10¹⁴ cm^-3-1×10¹⁶cm^-3。

7.根据权利要求1所述带浮空区的低导通电阻双沟槽碳化硅IGBT器件，其特征在于，在第一导电类型漂移区（10）下方，增设第一导电类型缓冲层结构，其厚度远小于第一导电类型漂移区（10），为0.5μm~2μm，掺杂浓度大于第一导电类型漂移区（10），为1×10¹⁶ cm^-3 ~ 9×10¹⁶cm^-3。