[发明专利]一种绝缘栅双极型半导体器件及其制造方法

权利要求书

1.一种绝缘栅双极型半导体器件，包括有源区，所述有源区包括若干个相互并联的器件元胞单元，

在所述器件元胞单元截面方向上，包括半导体基板，所述半导体基板具有两个相对的主面，所述主面包括第一主面和第二主面，在所述半导体基板第二主面上依次设置有第二导电类型集电区和集电极金属，且所述第二导电类型集电区与集电极金属欧姆接触；其特征在于，所述半导体基板包括靠近第一主面的第一导电类型高浓度区及与其紧邻的第一导电类型低浓度区；在所述第一导电类型高浓度区内，设置有规则分布的第二导电类型柱区，第二导电类型柱区从半导体基板第一主面沿半导体基板厚度方向延伸至第一导电类型高浓度区与第一导电类型低浓度区交界处附近；所述第二导电类型柱区具有相同的宽度、相同间距和相同的杂质浓度；在相邻的两个第二导电类型柱区之间的半导体基板第一主面，设置有第二导电类型体区和被第一绝缘介质层包围的沟槽栅电极，第二导电类型柱区和第二导电类型体区分别紧邻被第一绝缘介质层包围的沟槽栅电极两侧，且所述第二导电类型柱区和第二导电类型体区在任何方向上互相电性不连通；第二导电类型柱区紧邻被第一绝缘介质层包围的沟槽栅电极，且包裹被第一绝缘介质层包围的沟槽栅电极底部靠近第二导电类型柱区一侧；

在所述半导体基板第一主面上设置有与所述第二导电类型体区、第一导电类型发射极欧姆接触的发射极金属，所述第二导电类型柱区与发射极金属之间被第二绝缘介质层隔离，且第二导电类型柱区与发射极金属在任何方向上互相电性不连通。

2.根据权利要求1所述的一种绝缘栅双极型半导体器件，其特征在于，所述第一导电类型高浓度区的杂质浓度大于第一导电类型低浓度区的杂质浓度。

3.根据权利要求1所述的一种绝缘栅双极型半导体器件，其特征在于，所述第二导电类型集电区可设置为连续或不连续。

4.根据权利要求1所述的一种绝缘栅双极型半导体器件，其特征在于，在所述第一导电类型低浓度区和第二导电类型集电区之间设置有第一导电类型缓冲层。

5.根据权利要求1所述的一种绝缘栅双极型半导体器件，其特征在于，所述半导体基板的材料包括硅。

6.一种绝缘栅双极型半导体器件的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）提供具有两个相对主面的半导体基板，所述两个主面包括第一主面和第二主面；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，所述第一导电类型漂移区包括靠近第一主面的第一导电类型高浓度区及与其紧邻的第一导电类型低浓度区；

2）在所述半导体基板的第一主面上淀积第一硬掩膜层，选择性地掩蔽和刻蚀第一硬掩膜层，以形成多个第一硬掩膜开口；

3）通过所述第一硬掩膜开口，并利用各向异性刻蚀方法在第一导电类型高浓度区内形成多个第一沟槽，所述第一沟槽从第一主面向下延伸至第一导电类型高浓度区与第一导电类型低浓度区交界处附近；

4）在所述半导体基板的第一主面上淀积第二导电类型半导体材料，所述第二导电类型材料填充在所述第一沟槽内，对第一主面进行平坦化，并去除所述第一硬掩膜层，形成第二导电类型柱区；

5）在所述半导体基板的第一主面上淀积第二硬掩膜层，选择性地掩蔽和刻蚀第二硬掩膜层，以形成多个用于沟槽栅刻蚀的第二硬掩膜开口；

6）通过所述第二硬掩膜层的开口，并利用各向异性刻蚀方法在半导体基板第一主面上形成多个第二沟槽，并去除第二硬掩模层；

7）在所述半导体基板第一主面形成第一绝缘介质层及沟槽栅电极；

8）在所述半导体基板第一主面上进行选择性杂质注入，并进行高温推结，形成第二导电类型体区；

9）通过常规半导体工艺，在所述半导体基板第一主面上得到IGBT器件的其他正面结构，在所述半导体基板第二主面上得到第二导电类型集电区、集电极金属。

7.根据权利要求6所述的一种绝缘栅双极型半导体器件的制造方法，其特征在于，所述第一硬掩模开口均具有相同的宽度和间距，所述第二硬掩模开口具有相同的宽度，且横跨于第二导电类型柱区与第一导电类型高浓度区交界处。