[发明专利]平面栅IGBT器件

说明书

本发明涉及一种平面栅IGBT器件，其在所述IGBT器件的截面上，还包括设置于第一导电类型漂移区的第二导电类型浮空层，所述第二导电类型浮空层位于第一导电类型载流子存储层的正下方且第二导电类型浮空层与第一导电类型载流子存储层邻接；第二导电类型浮空层在第一导电类型漂移区的横向长度不小于第一导电类型载流子存储层在第一导电类型漂移区内的横向长度。在第二导电类型基区两侧对称设置第二导电类型区，且此第二导电类型区与发射极连接。本发明其结构紧凑，能有效提高击穿电压，且有效降低关断损耗，与现有工艺兼容，安全可靠。

技术领域

本发明涉及一种IGBT器件，尤其是一种平面栅IGBT器件，属于半导体IGBT器件的技术领域。

背景技术

由于平面栅IGBT器件相比于沟槽栅IGBT器件具有优越的可靠性，因此，平面栅IGBT在具有较高可靠性要求的领域得到了大规模的应用。在N型平面栅IGBT器件中，平面栅载流子存储型绝缘栅双极型晶体管，由于采用了N型电荷存储层结构，使IGBT器件靠近栅极和发射极位置的载流子浓度分布得到了极大的改善，从而提高了N型漂移区的电导调制，使IGBT获得了低的正向导通压降。

对于平面栅载流子存储型绝缘栅双极型晶体管，N型电荷存储层的掺杂浓度越高，正向导通压降越小；同时电荷存储层的存在，改善了N型漂移区的载流子分布，在一定的正向导通压降下，可获得小的关断时间。因此，平面栅电荷存储型绝缘栅双极型晶体管具有较好的正向导通压降和关断时间的折中。但是，对于平面栅电荷存储型IGBT，由于较高掺杂浓度的N型电荷存储层的存在，使器件的击穿电压显著降低，N型电荷存储层的掺杂浓度越高，器件的击穿电压越小。N型电荷存储层掺杂浓度对器件击穿电压的影响限制了平面栅电荷存储型绝缘栅双极型晶体管结构击穿电压、正向导通压降和关断时间的优化折中。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种平面栅IGBT器件，其结构紧凑，能有效提高击穿电压，且有效降低关断损耗，与现有工艺兼容，安全可靠。

按照本发明提供的技术方案，所述平面栅IGBT器件，包括半导体基板以及设置于所述半导体基板上的元胞结构，半导体基板包括第一导电类型漂移区；

在所述IGBT器件的截面上，所述元胞结构采用平面元胞，元胞结构包括设置于第一导电类型漂移区内的第二导电类型基区、设置于所述第二导电类型基区内的第一导电类型发射区以及设置于第二导电类型基区下方的第一导电类型载流子存储层，所述第一导电类型发射区、第二导电类型类型基区与第一导电类型漂移区上方的发射极金属欧姆接触，

在所述IGBT器件的截面上，还包括设置于第一导电类型漂移区内的第二导电类型浮空层，所述第二导电类型浮空层位于第一导电类型载流子存储层的正下方且第二导电类型浮空层与第一导电类型载流子存储层邻接；第二导电类型浮空层在第一导电类型漂移区的横向长度不小于第一导电类型载流子存储层在第一导电类型漂移区内的横向长度。

在所述IGBT器件的截面上，在第二导电类型基区内设置第二导电类型源区，所述第二导电类型源区与第一导电类型发射区接触，第二导电类型源区与发射极金属欧姆接触。

在所述IGBT器件的截面上，在所述第一导电类型漂移区还设置对称分布于第二导电类型基区两侧的第二导电类型杂质层，所述第二导电类型杂质层从第一导电类型漂移区的上端垂直向下延伸，第二导电类型杂质层与发射极金属欧姆接触，第二导电类型杂质层与第二导电类型基区间的横向距离不小于10μm。

所述第二导电类型杂质层在第一导电类型漂移区内的深度为4μm～7μm，第二导电类型基区在第一导电类型漂移区内的深度为3μm～7μm，第一导电类型载流子存储层在第一导电类型漂移区内的深度为4μm～7μm，第二导电类型浮空层在第一导电类型漂移区内的深度为5μm～8μm。