一種溝槽柵igbt及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及IGBT (Insulted Gate Bipolar Transistor，絕緣棚.雙極型晶體管)技術(shù)領(lǐng)域，更為具體的說(shuō)，涉及一種溝槽柵IGBT及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]絕緣柵雙極型晶體管具有通態(tài)壓降低、電流容量大、輸入阻抗高、響應(yīng)速度快和控制簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、信息、新能源、醫(yī)學(xué)、交通等領(lǐng)域。
[0003]參考圖1所示，為現(xiàn)有的一種溝槽柵型IGBT芯片的結(jié)構(gòu)示意圖，現(xiàn)有的溝槽柵IGBT芯片的元胞中，包括有兩個(gè)常規(guī)溝槽柵1，兩個(gè)常規(guī)溝槽柵之間包括有相對(duì)設(shè)置的源極區(qū)2和發(fā)射極金屬電極3，其中，發(fā)射極金屬電極3延伸至P-基區(qū)。現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的溝槽柵型IGBT芯片的通態(tài)壓降高，其性能較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種溝槽柵IGBT及其制作方法，通過(guò)在第一常規(guī)溝槽和第二常規(guī)溝槽之間形成至少一個(gè)輔助凹槽，以增加溝槽柵IGBT的溝槽密度，增強(qiáng)電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，進(jìn)而降低溝槽柵IGBT的通態(tài)壓降，提高其性能。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下:
[0006]—種溝槽柵IGBT，包括至少一個(gè)元胞，所述元胞包括:
[0007]漂移區(qū)；
[0008]位于所述漂移區(qū)一表面上的基區(qū)；
[0009]位于所述基區(qū)背離所述漂移區(qū)一側(cè)、且沿第一方向設(shè)置的第一常規(guī)溝槽和第二常規(guī)溝槽，所述第一常規(guī)溝槽和第二常規(guī)溝槽均延伸至所述漂移區(qū)，所述第一常規(guī)溝槽內(nèi)設(shè)置有第一常規(guī)柵層，所述第二常規(guī)溝槽內(nèi)設(shè)置有第二常規(guī)柵層，且所述第一常規(guī)溝槽的內(nèi)壁與第一常規(guī)柵層之間和所述第二常規(guī)溝槽的內(nèi)壁與第二常規(guī)柵層之間均設(shè)置有一第一柵氧化層；
[0010]位于所述第一常規(guī)溝槽和第二常規(guī)溝槽之間、且背離所述基區(qū)一側(cè)的源極區(qū)；
[0011]位于所述源極區(qū)背離所述基區(qū)一側(cè)、且沿第二方向設(shè)置的第一發(fā)射極金屬電極、至少一個(gè)輔助凹槽和第二發(fā)射極金屬電極，所述第一發(fā)射極金屬電極和第二發(fā)射極金屬電極均延伸至所述基區(qū)，所述輔助凹槽與所述源極區(qū)接觸，且所述輔助凹槽延伸至所述漂移區(qū)，所述輔助凹槽內(nèi)設(shè)置有輔助柵層，所述輔助凹槽的內(nèi)壁和所述輔助柵層之間設(shè)置有第二柵氧化層，其中，所述第一方向與第二方向相交；
[0012]以及，覆蓋所述輔助柵層背離所述漂移區(qū)的一側(cè)表面的輔助柵氧化層。
[0013]優(yōu)選的，所述輔助柵層背離所述漂移區(qū)的一側(cè)表面還覆蓋有輔助柵氧化層。
[0014]優(yōu)選的，所述輔助凹槽還與所述第一常規(guī)溝槽和第二常規(guī)溝槽之間完全連通；
[0015]其中，所述輔助柵層與所述第一常規(guī)柵層和第二常規(guī)柵層之間相連，所述第二柵氧化層和所述第一柵氧化層相連。
[0016]優(yōu)選的，所述溝槽柵IGBT還包括:
[0017]位于所述基區(qū)背離所述漂移區(qū)一側(cè)、且位于所述第一常規(guī)溝槽背離所述輔助凹槽一側(cè)的至少一個(gè)第一虛溝槽；
[0018]所述第一虛溝槽內(nèi)設(shè)置有第一虛柵層；
[0019]所述第一虛溝槽的內(nèi)壁與所述第一虛柵層之間設(shè)置有第三柵氧化層。
[0020]優(yōu)選的，所述溝槽柵IGBT還包括:
[0021]位于所述基區(qū)背離所述漂移區(qū)一側(cè)、且位于所述第二常規(guī)溝槽背離所述輔助凹槽一側(cè)的至少一個(gè)第二虛溝槽；
[0022]所述第二虛溝槽內(nèi)設(shè)置有第二虛柵層；
[0023]所述第二虛溝槽的內(nèi)壁與所述第二虛柵層之間設(shè)置有第四柵氧化層。
[0024]優(yōu)選的，所述溝槽柵IGBT還包括:
[0025]位于所述基區(qū)與所述漂移區(qū)之間的阱區(qū)。
[0026]優(yōu)選的，所述第一常規(guī)溝槽延伸至所述漂移區(qū)的深度、所述第二常規(guī)溝槽延伸至所述漂移區(qū)的深度和所述輔助凹槽延伸至所述漂移區(qū)的深度相同。
[0027]優(yōu)選的，所述第一常規(guī)溝槽的寬度、所述第二常規(guī)溝槽的寬度和所述輔助凹槽的寬度相同。
[0028]優(yōu)選的，所述第一常規(guī)柵層、第二常規(guī)柵層和輔助柵層均為多晶硅柵層。
[0029]另外，本發(fā)明還提供了一種溝槽柵IGBT的制作方法，包括:
[0030]提供一襯底，所述襯底包括漂移區(qū)和位于所述漂移區(qū)一表面上的基區(qū)；
[0031]在所述基區(qū)背離所述漂移區(qū)一側(cè)、且沿第一方向制作第一常規(guī)溝槽、至少一個(gè)輔助凹槽和第二常規(guī)溝槽，且在所述第一常規(guī)溝槽和第二常規(guī)溝槽的內(nèi)壁制作第一柵氧化層和在所述輔助凹槽的內(nèi)壁制作第二柵氧化層后，在所述第一常規(guī)溝槽內(nèi)填充第一常規(guī)柵層、在所述第二常規(guī)溝槽內(nèi)填充第二常規(guī)柵層和在所述輔助凹槽內(nèi)填充輔助柵層，其中，所述第一常規(guī)溝槽、第二常規(guī)溝槽和輔助凹槽均延伸至所述漂移區(qū)；
[0032]在所述第一常規(guī)溝槽和第二常規(guī)溝槽之間、且背離所述基區(qū)一側(cè)制作源極區(qū)，所述輔助凹槽與所述源極區(qū)接觸；
[0033]在所述源極區(qū)背離所述基區(qū)一側(cè)、且沿第二方向制作第一發(fā)射極金屬電極和第二發(fā)射極金屬電極，所述第一發(fā)射極金屬電極和第二發(fā)射極金屬電極之間包括有所述至少一個(gè)輔助凹槽，所述第一發(fā)射極金屬電極和第二發(fā)射極金屬電極均延伸至所述基區(qū)；
[0034]在所述輔助柵層背離所述漂移區(qū)的一側(cè)表面制作輔助柵氧化層。
[0035]優(yōu)選的，在所述輔助柵層背離所述漂移區(qū)的一側(cè)表面制作輔助柵氧化層后，還包括:
[0036]在所述輔助柵層上制作一鏤空窗口。
[0037]優(yōu)選的，所述輔助凹槽還與所述第一常規(guī)溝槽和第二常規(guī)溝槽之間完全連通；
[0038]其中，所述輔助柵層與所述第一常規(guī)柵層和第二常規(guī)柵層之間相連，所述第二柵氧化層和所述第一柵氧化層相連。
[0039]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的技術(shù)方案至少具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0040]本發(fā)明提供了一種溝槽柵IGBT及其制作方法，包括至少一個(gè)元胞，所述元胞包括:漂移區(qū)；位于所述漂移區(qū)一表面上的基區(qū)；位于所述基區(qū)背離所述漂移區(qū)一側(cè)、且沿第一方向設(shè)置的第一常規(guī)溝槽和第二常規(guī)溝槽，所述第一常規(guī)溝槽和第二常規(guī)溝槽均延伸至所述漂移區(qū)，所述第一常規(guī)溝槽內(nèi)設(shè)置有第一常規(guī)柵層，所述第二常規(guī)溝槽內(nèi)設(shè)置有第二常規(guī)柵層，且所述第一常規(guī)溝槽的內(nèi)壁與第一常規(guī)柵層之間和所述第二常規(guī)溝槽的內(nèi)壁與第二常規(guī)柵層之間均設(shè)置有一第一柵氧化層；位于所述第一常規(guī)溝槽和第二常規(guī)溝槽之間、且背離所述基區(qū)一側(cè)的源極區(qū)；位于所述源極區(qū)背離所述基區(qū)一側(cè)、且沿第二方向設(shè)置的第一發(fā)射極金屬電極、至少一個(gè)輔助凹槽和第二發(fā)射極金屬電極，所述第一發(fā)射極金屬電極和第二發(fā)射極金屬電極均延伸至所述基區(qū)，所述輔助凹槽與所述源極區(qū)接觸，且所述輔助凹槽延伸至所述漂移區(qū)，所述輔助凹槽內(nèi)設(shè)置有輔助柵層，所述輔助凹槽的內(nèi)壁和所述輔助柵層之間設(shè)置有第二柵氧化層，其中，所述第一方向與第二方向相交；以及，覆蓋所述輔助柵層背離所述漂移區(qū)的一側(cè)表面的輔助柵氧化層。
[0041 ]由上述內(nèi)容可知，本發(fā)明提供的技術(shù)方案，通過(guò)在第一常規(guī)溝槽和第二常規(guī)溝槽之間形成至少一個(gè)輔助凹槽，以增加溝槽柵IGBT的溝槽密度，增強(qiáng)電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，進(jìn)而降低溝槽柵IGBT的通態(tài)壓降，提高其性能。
【附圖說(shuō)明】
[0042]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0043]圖1為現(xiàn)有的一種溝槽柵型IGBT芯片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044]圖2為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種溝槽柵IGBT的俯視圖；
[0045]圖3a為圖2中一種沿AA’方向的切面圖；
[0046]圖3b為圖2中一種沿BB ’方向的切面圖；
[0047]圖4a為圖2中另一種沿AA’方向的切面圖；
[0048]圖4b為圖2中另一種沿BB ’方向的切面圖；
[0049]圖5a為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的另一種溝槽柵IGBT的俯視圖；
[0050]圖5b為圖5a中一種沿AA’方向的切面圖；
[0051]圖6a為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的又一種溝槽柵IGBT的俯視圖；
[0052]圖6b為圖6a中一種沿AA’