一种IGBT器件制造技术

本实用新型专利技术提供一种IGBT器件，涉及半导体器件技术领域，包括：衬底，衬底上设有N型漂移区，N型漂移区的上表面形成有N型电荷贮存层，N型漂移区的下表面覆盖有集电极；P型沟道区，P型沟道区形成于N型电荷贮存区的上表面，P型沟道区的上表面开设有凹槽，凹槽内形成有浅沟槽隔离区；顶部器件，顶部器件通过连接结构层与浅沟槽隔离区连接。有益效果是顶部器件可以通过对应的浅沟槽隔离区和连接结构层内置于IGBT器件中；既兼容顶部器件为温度传感器的情况，达到更及时准确采集到IGBT器件内部的温度的目的，也兼容顶部器件为门极电阻的情况，达到在功率模块有多个IGBT器件并联时保证合理的均流的目的。的均流的目的。的均流的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种IGBT器件


[0001]本技术涉及半导体器件
，尤其涉及一种IGBT器件。

技术介绍

[0002]作为新型电力半导体器件的主要代表，IGBT被广泛用于工业、信息、新能源、医学、交通、军事和航空领域。目前，市场上的IGBT器件的耐压高达6500V,单管芯电流高达300A以上,频率达到300KHz。在高频大功率领域，目前还没有任何一个其它器件可以代替它。作为一种功率转换元件，IGBT在工作过程中产生的功率损耗导致器件发热，需要准确和及时地检测到器件的温度并采取适当的措施，避免器件和系统损坏。通常的做法是通过在功率模块内集成NTC电阻采集温度。由于电阻和发热的器件并不直接接触，采集的温度不够准确，并且NTC电阻也会占用模块内空间。所以提出了在芯片内部集成温度传感器的需求。
[0003]另一方面，大功率模块有多芯片并联时，一般在芯片内部集成门极电阻以保证合理的均流，并要求一起并联的多个芯片的门极电阻阻值相当。因此对IGBT芯片制造中内置门极电阻的一致性提出了更高的要求。通常的做法是采用形成栅极的多晶硅形成此门极电阻，但是此内置门极电阻的阻值和温度系数受栅极多晶硅的影响，缺乏灵活性。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的问题，本技术提供一种IGBT器件，其特征在于，包括：
[0005]衬底，所述衬底上设有N型漂移区，所述N型漂移区的上表面形成有N型电荷贮存层，所述N型漂移区的下表面覆盖有集电极；
[0006]P型沟道区，所述P型沟道区形成于所述N型电荷贮存区的上表面，所述P型沟道区的上表面开设有凹槽，所述凹槽内形成有浅沟槽隔离区；
[0007]顶部器件，所述顶部器件通过连接结构层与所述浅沟槽隔离区连接。
[0008]优选的，所述浅沟槽隔离区包括：
[0009]第一隔离区氧化层，所述第一隔离区氧化层形成于所述P型沟道区的上表面，所述第一隔离区氧化层的上表面开设有第一矩形槽；
[0010]第二隔离区氧化层，所述第二隔离区氧化层形成于所述第一矩形槽内，所述第二隔离区氧化层的上表面开设有多个间隔设置的浅沟槽。
[0011]优选的，所述浅沟槽隔离区包括：
[0012]第一隔离区氧化层，所述第一隔离区氧化层形成于所述P型沟道区的上表面，所述第一隔离区氧化层的上表面开设有第一矩形槽；
[0013]第二隔离区氧化层，所述第二隔离区氧化层形成于所述第一矩形槽内，所述第二隔离区氧化层的上表面开设连通的浅沟槽。
[0014]优选的，所述浅沟槽隔离区包括：
[0015]第一隔离区氧化层，所述第一隔离区氧化层形成于所述P型沟道区的上表面，所述第一隔离区氧化层的上表面开设有第一矩形槽；
[0016]第二隔离区氧化层，所述第二隔离区氧化层形成于所述第一矩形槽内；
[0017]隔离区表面氧化层，所述隔离区表面氧化层形成于所述第二隔离氧化层和所述P型沟道区表面。
[0018]优选的，所述连接结构层包括：
[0019]多个多晶硅组，各所述多晶硅组分别形成于各所述浅沟槽内，各所述多晶硅组包括并排分布的一个P型多晶硅和一个N型多晶硅；
[0020]层间介质层，所述层间介质层形成于所述第二隔离区氧化层和所述P型沟道区的上表面，所述层间介质层中开设有多个并排分布的接触孔，各所述接触孔分别对应各所述P型多晶硅和各所述N型多晶硅；
[0021]所述层间介质层的上表面连接所述顶部器件。
[0022]优选的，所述连接结构层包括：
[0023]多晶硅层，所述多晶硅层形成于所述浅沟槽内；
[0024]层间介质层，所述层间介质层形成于所述第二隔离氧化层的上表面，所述层间介质层对应所述多晶层开设有多个接触孔；
[0025]所述层间介质层的上表面连接所述顶部器件。
[0026]优选的，所述连接结构层包括：
[0027]层间介质层，所述层间介质层形成于所述隔离区表面氧化层的上表面，所述层间介质层的下表面形成有内嵌的多个多晶硅组，各所述多晶硅组包括并排分布的一个P型多晶硅和一个N型多晶硅；
[0028]所述层间介质层开设有多个分布对应各所述P型多晶硅和各所述N型多晶硅的接触孔；所述层间介质层的上表面连接所述顶部器件。
[0029]优选的，所述连接结构层包括：
[0030]层间介质层，所述层间介质层形成有所述隔离区表面氧化层的上表面，所述层间介质层的下表面形成有内嵌的多晶硅层，所述层间介质层开设有连接所述多晶硅层的多个接触孔；
[0031]所述层间介质层的上表面连接所述顶部器件。
[0032]优选的，所述顶部器件包括温度传感器阴极和温度传感器阳极，所述温度传感器阴极和所述温度传感器阳极之间形成有多个间隔设置的金属层；
[0033]所述温度传感器阴极、所述温度传感器阳极和各所述金属层通过各所述接触孔对应连接各所述多晶硅组。
[0034]优选的，所述顶部器件包括第一门极电阻电极和第二门极电阻电极；
[0035]所述第一门极电阻电极和所述第二门极电阻电极之间设有空隙；
[0036]所述第一门极电阻电极和所述第二门极电阻电极对应连接所述接触孔。
[0037]上述技术方案具有如下优点或有益效果：本技术的IGBT器件可以在浅沟槽隔离区内开设浅沟槽，浅沟槽可以是多个间隔设置的浅沟槽也可以是一个连通的浅沟槽，并在间隔设置的浅沟槽内填充多晶硅形成包括P型多晶硅和N型多晶硅的多晶硅组并通过连接线连接温度传感器，或在连通的浅沟槽内形成掺杂多晶硅层并通过连接线连接门极电阻电极；通过这种方式解决了在平面化沟槽IGBT的工艺中实现连接温度传感器和门极电阻的难题。
附图说明
[0038]图1为实施例一中的IGBT器件的剖面结构示意图；
[0039]图2为实施例二中的IGBT器件的剖面结构示意图；
[0040]图3为实施例三中的IGBT器件的剖面结构示意图；
[0041]图4为实施例四中的IGBT器件的剖面结构示意图。
具体实施方式
[0042]下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。本技术并不限定于该实施方式，只要符合本技术的主旨，则其他实施方式也可以属于本技术的范畴。
[0043]实施例一：
[0044]如图1所示，在一块衬底上设有N型漂移区1，N型漂移区1的上表面形成有N型电荷贮存层2，N型电荷贮存层2的上表面形成有P型沟道区3，N型漂移区的下表面覆盖有集电极4；在P型沟道区3的上表面开设凹槽，并在凹槽内填充氧化硅形成第一隔离氧化层5，并在第一隔离氧化层5的上表面开设第一矩形槽并填充氧化物形成第二隔离氧化层6，在第二隔离氧化层6的上表面开设多个间隔设置的浅沟槽7，第一隔离氧化层和第二隔离氧化层组成浅沟槽隔离区100；在各浅沟槽内先后进行P型掺杂和N型掺杂形成包括P型多晶硅8和N型多晶硅9的多晶硅组200，然后在衬底的上表面淀积氧化硅或者氮本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种IGBT器件，其特征在于，包括：衬底，所述衬底上设有N型漂移区，所述N型漂移区的上表面形成有N型电荷贮存层，所述N型漂移区的下表面覆盖有集电极；P型沟道区，所述P型沟道区形成于N型电荷贮存区的上表面，所述P型沟道区的上表面开设有凹槽，所述凹槽内形成有浅沟槽隔离区；顶部器件，所述顶部器件通过连接结构层与所述浅沟槽隔离区连接。2.根据权利要求1所述的IGBT器件，其特征在于，所述浅沟槽隔离区包括：第一隔离区氧化层，所述第一隔离区氧化层形成于所述P型沟道区的上表面，所述第一隔离区氧化层的上表面开设有第一矩形槽；第二隔离区氧化层，所述第二隔离区氧化层形成于所述第一矩形槽内，所述第二隔离区氧化层的上表面开设有多个间隔设置的浅沟槽。3.根据权利要求1所述的IGBT器件，其特征在于，所述浅沟槽隔离区包括：第一隔离区氧化层，所述第一隔离区氧化层形成于所述P型沟道区的上表面，所述第一隔离区氧化层的上表面开设有第一矩形槽；第二隔离区氧化层，所述第二隔离区氧化层形成于所述第一矩形槽内，所述第二隔离区氧化层的上表面开设连通的浅沟槽。4.根据权利要求1所述的IGBT器件，其特征在于，所述浅沟槽隔离区包括：第一隔离区氧化层，所述第一隔离区氧化层形成于所述P型沟道区的上表面，所述第一隔离区氧化层的上表面开设有第一矩形槽；第二隔离区氧化层，所述第二隔离区氧化层形成于所述第一矩形槽内；隔离区表面氧化层，所述隔离区表面氧化层形成于所述第二隔离区氧化层和所述P型沟道区表面。5.根据权利要求2所述的IGBT器件，其特征在于，所述连接结构层包括：多个多晶硅组，各所述多晶硅组分别形成于各所述浅沟槽内，各所述多晶硅组包括并排分布的一个P型多晶硅和一个N型多晶硅；层间介质层，所述层间介质层形成于所述第二隔离区氧化层和所述P型沟道区的上表面，所述层间介质层中开设...

【专利技术属性】
技术研发人员：王良元，徐泓，永福，汤艺，
申请(专利权)人：嘉兴斯达半导体股份有限公司，
类型：新型
国别省市：