[发明专利]一种沟槽IGBT及其制作方法

说明书

本发明涉及半导体领域，具体公开了一种沟槽IGBT及其制作方法，包括半导体衬底和IGBT元胞，所述IGBT元胞为对称结构，所述IGBT元胞包括两个真沟槽栅单元，两个所述真沟槽栅单元之间设置有至少两个假沟槽单元，两个所述假沟槽单元之间设置至少一个假沟槽栅单元，所述真沟槽栅单元和所述假沟槽栅单元连接栅极金属，所述假沟槽单元连接发射极金属。本发明可以通过在真沟槽栅单元之间增加假沟槽单元和/或假沟槽栅单元来降低饱和压降、优化抗短路能力。

技术领域

本发明涉及半导体领域，具体涉及一种沟槽IGBT及其制作方法。

背景技术

IGBT随着技术的升级，已经完成了诸多的更迭，如背面从厚片的PT型，过渡到薄片的NPT，再升级成最新的超薄片的FS场终止，可以大幅度的降低由于芯片厚度造成的器件热阻，正面从平面结构升级成沟槽型，再从普通型的双侧沟槽结构(图1所示)升级到注入增强型半侧沟道沟槽结构(图2所示)，可以有效降低饱和压降Vcesat和静态损耗，但随着沟槽结构特征尺寸缩小到3um(相邻沟槽间距离与沟槽本身宽度之和)以内，带来IGBT单位面积电流密度大幅上升，但是现有技术中的沟槽结构的饱和压降Vcesat、抗短路能力及开关特性不够优化。

发明内容

本发明为解决特征尺寸在3um以内的IGBT采用现有技术IGBT结构的性能参数不够优化的问题，提出一种沟槽IGBT。

本发明采用的技术方案：

本发明的一方面，一种沟槽IGBT，包括半导体衬底和IGBT元胞，所述半导体衬底为N型衬底，所述IGBT元胞为对称结构，所述IGBT元胞包括两个真沟槽栅单元，两个所述真沟槽栅单元之间设置有至少两个假沟槽单元，两个所述假沟槽单元之间设置至少一个假沟槽栅单元，所述真沟槽栅单元和所述假沟槽栅单元连接栅极金属，所述假沟槽单元连接发射极金属。

本发明的另一方面，一种沟槽IGBT，包括半导体衬底和IGBT元胞，所述半导体衬底为N型衬底，所述IGBT元胞为对称结构，所述IGBT元胞包括两个真沟槽栅单元，两个所述真沟槽栅单元之间设置有一个假沟槽栅单元，所述真沟槽栅单元和所述假沟槽栅单元连接栅极金属，所述发射极金属设置在真沟槽栅单元和所述假沟槽栅单元之间。

本发明的又一方面，一种沟槽IGBT，包括半导体衬底和IGBT元胞，所述半导体衬底为N型衬底，所述IGBT元胞为对称结构，所述IGBT元胞包括两个真沟槽栅单元，两个所述真沟槽栅单元之间设置有一个假沟槽单元，所述真沟槽栅单元连接栅极金属，所述假沟槽单元连接发射极金属。

进一步地，相邻沟槽之间设置有第一掺杂区，所述第一掺杂区的掺杂类型与所述半导体衬底的类型相反。

进一步地，所述真沟槽栅单元的两侧设置分别有与所述第一掺杂区的掺杂类型相反的第二掺杂区。

进一步地，所述发射极金属连接所述第一掺杂区和所述第二掺杂区。

本发明为解决特征尺寸在3um以内的IGBT采用现有技术饱和压降Vcesat和抗短路能力不够优化的问题，提出一种沟槽IGBT制作方法。

一种沟槽IGBT制作方法，在所述沟槽内沉积氧化层，然后沉积多晶硅层，接着将表面多余的多晶硅去除，包括：

在相邻两个所述沟槽之间注入推结，形成导电层；

在真沟槽栅单元的两侧注入推结，形成源区；

将真沟槽栅单元和假沟槽栅单元连接栅极金属，假沟槽单元连接发射极金属。

与现有技术相比，本发明的有益效果：