能提高加工良率的IGBT器件制造技术

本实用新型专利技术涉及一种能提高加工良率的IGBT器件，其包括半导体基板以及元胞区，半导体基板包括第一导电类型漂移区以第二导电类型基区；元胞区包括若干呈并联分布的元胞；发射极多晶硅包括发射极第一多晶硅体以及发射极第二多晶硅体，发射极第一多晶硅体填充在发射极沟槽内，发射极第二多晶硅体位于发射极沟槽的槽口上方，发射极第二多晶硅体的宽度大于发射极第一多晶硅体的宽度，发射极金属层能直接与发射极第二多晶硅体欧姆接触或与发射极第二多晶硅体的侧壁接触，从而能实现发射极金属层与发射极多晶硅的欧姆接触，避免了现有工艺难度较大的制作工艺，降低了IGBT器件的加工难度，提高了IGBT器件的可加工能力，提高了IGBT器件的加工良率。

IGBT Devices for Improving Processing Yield

【技术实现步骤摘要】
能提高加工良率的IGBT器件
本技术涉及一种IGBT器件，尤其是一种能提高加工良率的IGBT器件，属于IGBT器件的

技术介绍
IGBT是功率半导体器件中具有代表性的一类器件，因其同时具有高耐压、低导通压降、易驱动、开关速度快等优点，在开关电源、变频调速、逆变器等许多功率领域有重要的应用。随着IGBT技术的发展，沟槽栅IGBT器件逐渐成为主流。为了提高沟槽栅IGBT器件导通时发射极附近的载流子浓度，沟槽栅的密度越来越大，器件的寄生输入电容增大，严重影响了IGBT器件的整体性能。通过将器件中部分沟槽栅通过接触孔与发射极金属层相连，可以有效降低IGBT器件的寄生输入电容，缓解了沟槽栅密度增大导致输入电容增大的问题，提升了器件的整体性能。由于沟槽栅的宽度较窄，在沟槽栅上设置接触孔与发射极金属层相连对半导体加工精度要求很高，主要涉及到的接触孔开孔、接触孔与槽栅的对准以及发射极金属的填充工序均需要很高的加工精度，目前国内的加工设备很难保证产品的实现，以及产品量产后的良率。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种能提高加工良率的IGBT器件，其结构紧凑，能降低IGBT器件的加工难度，提高IGBT器件的可加工能力，提高加工良率，安全可靠。按照本技术提供的技术方案，所述能提高加工良率的IGBT器件，包括半导体基板以及位于所述半导体基板中心的元胞区，所述半导体基板包括第一导电类型漂移区以及位于所述第一导电类型漂移区内上部的第二导电类型基区；元胞区包括若干呈并联分布的元胞；每个元胞内包括两个相邻的元胞沟槽以及位于所述两相邻元胞沟槽之间的发射极沟槽，元胞沟槽、发射极沟槽均位于第二导电类型基区内，且元胞沟槽的槽底以及发射极沟槽的槽底均位于第二导电类型基区下方的第一导电类型漂移区内；在所述IGBT器件的截面上，还包括与发射极沟槽适配连接的发射极多晶硅，所述发射极多晶硅包括填充于发射极沟槽内的发射极第一多晶硅体以及位于所述发射极沟槽槽口外的发射极第二多晶硅体，发射极第二多晶硅体与发射极第一多晶硅体连接，且发射极第二多晶硅体的宽度大于发射极第一多晶硅体的宽度；发射极第一多晶硅体通过发射极氧化层与发射极沟槽的侧壁绝缘隔离，且发射极第二多晶硅体通过发射极氧化层与下方的第二导电类型基区绝缘隔离；在所述第二导电类型基区的上方设置发射极金属层，所述发射极金属层与发射极多晶硅以及第二导电类型基区欧姆接触。在所述IGBT器件的截面上，在元胞沟槽内填充有栅极多晶硅，所述栅极多晶硅通过覆盖元胞沟槽侧壁以及底壁上的绝缘栅氧化层与元胞沟槽的侧壁以及底壁绝缘隔离，发射极金属层通过覆盖元胞沟槽槽口的绝缘介质层与栅极多晶硅绝缘隔离；在相邻元胞沟槽相对应的外侧壁上设置元胞沟槽第一导电类型发射区，所述元胞沟槽第一导电类型发射区与邻近元胞沟槽的外侧壁接触，且元胞沟槽第一导电类型发射区与发射极金属层欧姆接触。在所述发射极沟槽外侧壁上方设置发射极沟槽第一导电类型发射区，所述发射极沟槽第一导电类型发射区与邻近发射极沟槽相应的外侧壁接触；发射极沟槽第一导电类型发射区与正上方的发射极第二多晶硅体对应，发射极第二多晶硅体通过发射极氧化层与发射极沟槽第一导电类型发射区绝缘隔离，发射极金属层与发射极沟槽第一导电类型发射区欧姆接触。在所述IGBT器件的截面上，元胞沟槽的外侧壁与发射极金属层之间的横向距离不小于0.5μm。所述发射极第二多晶硅体的侧壁侧壁为垂直面、斜面或弧形面。在所述绝缘介质层还覆盖于发射极第二多晶硅体上，所述绝缘介质层为氧化硅层或氮化硅层，绝缘介质层的厚度为发射极金属层的厚度为在所述第一导电类型漂移区的背面设置第二导电类型集电区，在所述第二导电类型集电区上上还设置集电极金属层，所述集电极金属层与第二导电类型集电区欧姆接触。所述元胞沟槽在半导体基板内的深度与发射极沟槽在半导体基板内的深度相一致。所述半导体基板的材料包括硅。所述“第一导电类型”和“第二导电类型”两者中，对于N型功率IGBT器件，第一导电类型指N型，第二导电类型为P型；对于P型功率IGBT器件，第一导电类型与第二导电类型所指的类型与N型半导体器件正好相反。本技术的优点：发射极多晶硅包括发射极第一多晶硅体以及发射极第二多晶硅体，发射极第一多晶硅体填充在发射极沟槽内，发射极第二多晶硅体位于发射极沟槽的槽口上方，发射极第二多晶硅体的宽度大于发射极第一多晶硅体的宽度，发射极金属层能直接与发射极第二多晶硅体欧姆接触或与发射极第二多晶硅体的侧壁接触，从而能实现发射极金属层与发射极多晶硅的欧姆接触，避免了现有工艺难度较大的制作工艺，降低了IGBT器件的加工难度，提高了IGBT器件的可加工能力，提高了IGBT器件的加工良率。附图说明图1为本技术的一种实施结构示意图。图2为本技术的第二种实施结构示意图。图3为本技术的第三种实施结构示意图。附图标记说明：1-栅极多晶硅、2-绝缘栅氧化层、3-发射极金属层、4-发射极多晶硅、5-绝缘介质层、6-发射极氧化层、7-P型基区、8-元胞沟槽N+发射区、9-N型漂移区、10-P+集电区、11-集电极金属层、12-发射极沟槽N+发射区、13-元胞沟槽、14-发射极沟槽、15-发射极第二多晶硅体以及16-发射极第二多晶硅体。具体实施方式下面结合具体附图和实施例对本技术作进一步说明。如图1所示：为了能降低IGBT器件的加工难度，提高IGBT器件的可加工能力，提高加工良率，以N型IGBT器件为例，本技术包括半导体基板以及位于所述半导体基板中心的元胞区，所述半导体基板包括N型漂移区9以及位于所述N型漂移区9内上部的P型基区7；元胞区包括若干呈并联分布的元胞；每个元胞内包括两个相邻的元胞沟槽13以及位于所述两相邻元胞沟槽13之间的发射极沟槽14，元胞沟槽13、发射极沟槽14均位于P型基区7内，且元胞沟槽13的槽底以及发射极沟槽14的槽底均位于P型基区7下方的N型漂移区9内；在所述IGBT器件的截面上，还包括与发射极沟槽14适配连接的发射极多晶硅4，所述发射极多晶硅4包括填充于发射极沟槽14内的发射极第一多晶硅体16以及位于所述发射极沟槽14槽口外的发射极第二多晶硅体15，发射极第二多晶硅体15与发射极第一多晶硅体16连接，且发射极第二多晶硅体15的宽度大于发射极第一多晶硅体16的宽度；发射极第一多晶硅体16通过发射极氧化层6与发射极沟槽14的侧壁绝缘隔离，且发射极第二多晶硅体15通过发射极氧化层6与下方的P型基区7绝缘隔离；在所述P型基区7的上方设置发射极金属层3，所述发射极金属层3与发射极多晶硅4以及P型基区7欧姆接触。具体地，半导体基板的材料包括硅，当然，半导体基板还可以采用其他的材料，此处不再赘述。元胞区位于半导体基板的中心区，一般地，在元胞区的外圈还设置终端区域，利用终端区域能对元胞区进行保护，元胞区、终端区域之间的具体配合关系为本
人员所熟知，此处不再赘述。P型基区7设置在N型漂移区9内，P型基区7的厚度远小于N型漂移区9的厚度。元胞区内的元胞采用并联呈一体，元胞区内的元胞采用沟槽结构，每个元胞包括两个相邻的元胞沟槽13以及位于元胞沟槽13之间的发射极沟槽14，元胞沟槽13、发射极沟槽14的槽口与N型漂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能提高加工良率的IGBT器件，包括半导体基板以及位于所述半导体基板中心的元胞区，所述半导体基板包括第一导电类型漂移区以及位于所述第一导电类型漂移区内上部的第二导电类型基区；元胞区包括若干呈并联分布的元胞；其特征是：每个元胞内包括两个相邻的元胞沟槽以及位于所述两相邻元胞沟槽之间的发射极沟槽，元胞沟槽、发射极沟槽均位于第二导电类型基区内，且元胞沟槽的槽底以及发射极沟槽的槽底均位于第二导电类型基区下方的第一导电类型漂移区内；在所述IGBT器件的截面上，还包括与发射极沟槽适配连接的发射极多晶硅，所述发射极多晶硅包括填充于发射极沟槽内的发射极第一多晶硅体以及位于所述发射极沟槽槽口外的发射极第二多晶硅体，发射极第二多晶硅体与发射极第一多晶硅体连接，且发射极第二多晶硅体的宽度大于发射极第一多晶硅体的宽度；发射极第一多晶硅体通过发射极氧化层与发射极沟槽的侧壁绝缘隔离，且发射极第二多晶硅体通过发射极氧化层与下方的第二导电类型基区绝缘隔离；在所述第二导电类型基区的上方设置发射极金属层，所述发射极金属层与发射极多晶硅以及第二导电类型基区欧姆接触。

【技术特征摘要】
1.一种能提高加工良率的IGBT器件，包括半导体基板以及位于所述半导体基板中心的元胞区，所述半导体基板包括第一导电类型漂移区以及位于所述第一导电类型漂移区内上部的第二导电类型基区；元胞区包括若干呈并联分布的元胞；其特征是：每个元胞内包括两个相邻的元胞沟槽以及位于所述两相邻元胞沟槽之间的发射极沟槽，元胞沟槽、发射极沟槽均位于第二导电类型基区内，且元胞沟槽的槽底以及发射极沟槽的槽底均位于第二导电类型基区下方的第一导电类型漂移区内；在所述IGBT器件的截面上，还包括与发射极沟槽适配连接的发射极多晶硅，所述发射极多晶硅包括填充于发射极沟槽内的发射极第一多晶硅体以及位于所述发射极沟槽槽口外的发射极第二多晶硅体，发射极第二多晶硅体与发射极第一多晶硅体连接，且发射极第二多晶硅体的宽度大于发射极第一多晶硅体的宽度；发射极第一多晶硅体通过发射极氧化层与发射极沟槽的侧壁绝缘隔离，且发射极第二多晶硅体通过发射极氧化层与下方的第二导电类型基区绝缘隔离；在所述第二导电类型基区的上方设置发射极金属层，所述发射极金属层与发射极多晶硅以及第二导电类型基区欧姆接触。2.根据权利要求1所述的能提高加工良率的IGBT器件，其特征是：在所述IGBT器件的截面上，在元胞沟槽内填充有栅极多晶硅，所述栅极多晶硅通过覆盖元胞沟槽侧壁以及底壁上的绝缘栅氧化层与元胞沟槽的侧壁以及底壁绝缘隔离，发射极金属层通过覆盖元胞沟槽槽口的绝缘介质层与栅极多晶硅绝缘隔离；在相邻元胞沟槽相对应的外侧壁上设置元胞沟槽第一导电类型发射区，所述元胞沟槽第一导电类型发射区与邻近元胞沟槽的外侧壁接触，且元胞沟槽第一导电类型发...

【专利技术属性】
技术研发人员：许生根，陈钱，牛博，姜梅，
申请(专利权)人：江苏中科君芯科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32