[发明专利]一种IGBT器件及其制备方法和电子产品

说明书

本发明公开了一种IGBT器件及其制备方法和电子产品，属于集成电路技术领域。本发明公开的IGBT器件，其元胞区包括：栅极阵列；在栅极阵列的各个栅极之间的间隔区域设置有发射极电极，以使多个发射极电极围绕同一栅极，在每个发射极电极的下方形成有发射极源区，以及与发射极源区接触的第一体区，发射极源区与第一体区的接触区域沿发射极电极的设置方向分布。通过本发明解决了IGBT器件的抗闩锁能力弱、导通压降大的技术问题。

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，尤其涉及一种IGBT器件及其制备方法和电子产品。

背景技术

绝缘栅双极型晶体管(InsulatedGateBipolarTransistor，简称IGBT)是由BJT(Bipolar Junction Transistor，双极型三极管)和MOSFET(Metal Oxide SemiconductorField-Effect，金氧半场效晶体管Transistor)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET(金属-氧化物半导体场效应晶体管，简称金氧半场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET))器件的高输入阻抗和电力晶体管(即巨型晶体管，简称GTR)的低导通压降两方面的优点。由于IGBT具有驱动功率小而饱和压降低的优点，IGBT作为一种新型的电力电子器件被广泛应用到工业、信息、新能源、医学、交通、军事和航空领域。

根据栅极不同，可以分为平面栅IGBT和槽栅IGBT。其中，平面栅结构工艺简单，短路能力高，但是导通压降高，电流密度小。

发明内容

本发明至少在一定程度上解决相关技术中IGBT器件的抗闩锁能力弱、导通压降大的技术问题，为此，本发明提供了一种IGBT器件及其制备方法和电子产品。

第一方面，本发明实施例提供了一种IGBT器件，所述IGBT器件的元胞区包括：栅极阵列；在所述栅极阵列的各个栅极之间的间隔区域设置有发射极电极，以使多个发射极电极围绕同一所述栅极，在每个所述发射极电极的下方形成有发射极源区，以及与所述发射极源区接触的第一体区，所述发射极源区与所述第一体区的接触区域沿所述发射极电极的设置方向分布。

通过在栅极阵列的各个栅极之间的间隔区域设置发射极电极，形成了发射极电极包围栅极的元胞布局，使得IGBT器件中每个元胞的JFET区域减小，但是单位面积的沟道宽长比显著增加，使得导通压降得到降低。且能够增加发射极源区与第一体区之间的表面短接面积，因此，可以提高IGBT器件的抗闩锁能力。从而，能够更好地平衡IGBT器件的抗闩锁能力与导通压降，从而提高了平面栅IGBT器件的质量。

在一些实施方式下，所述栅极阵列包括多排栅极，其中，每排栅极中各个栅极设置于同一直线上，且所述栅极阵列中相邻排栅极相嵌设置。

通过相邻排栅极的相嵌设置提高了元胞布局更紧密。

在一些实施方式下，所述栅极阵列中同一排栅极的相邻栅极均通过栅极材料连接，围绕所述栅极阵列中同一栅极设置的多个发射极电极连接。

属于同一排的相邻栅极均通过栅极材料，使得同排栅极不需要通过上层连接孔连接，使得各个栅极的连接方式更简单，减小了工艺复杂度。

在一些实施方式下，所述栅极阵列中相邻栅极均通过栅极材料连接，围绕所述栅极阵列中同一栅极设置的各个发射极电极均独立设置。从而，独立设置的各个发射极电极可以通过连接孔连接，提高了IGBT器件的元胞布局合理性。

在一些实施方式下，所述栅极材料在所述IGBT器件的正面俯视角度的尺寸小于所述栅极的尺寸。进一步提高了元胞布局合理性。

在一些实施方式下，针对所述栅极阵列的每个栅极子阵列，所述发射极电极设置于所述栅极子阵列的中心间隔区域，其中，所述栅极子阵列包含相邻两排的三个栅极。提高了发射极电极设置位置的合理性。