[VIP第1年] 指数:3
本发明涉及一种半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种igbt器件；本发明还涉及一种igbt器件的制造方法。背景技术：半导体功率器件是电力电子系统进行能量控制和转换的基本电子元器件，电力电子技术的不断发展为半导体功率器件开拓了广泛的应用领域。以绝缘栅双极型晶体管(insulatedgatebipolartransistor，igbt)和金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)为标志的半导体功率器件是当今电力电子领域器件的主流，其中，igbt器件是一种电压控制的mosfet和双极型三极管(bjt)的复合型器件。从结构上，igbt的结构与垂直双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管(vdmos)相似，只是将vdmos的n+衬底换为p+衬底，引入的电导调制效应，克服了vdmos本身固有的导通电阻与击穿电压的矛盾，从而使igbt同时具有双极型功率晶体管和mosfet的共同优点：输入阻抗高、输入驱动功率小、导通压降低、电流容量大、开关速度快等。由于igbt独特的、不可取代的性能优势使其自推出实用型产品便在诸多领域得到广泛的应用，例如：太阳能发电、风力发电、动车、高铁、新能源汽车以及众多能量转换领域。为了进一步降低igbt的导通压降，igbt的栅极结构从平面栅结构优化到沟槽栅结构，沟槽栅igbt将沟道从横向变为纵向。IGBT的驱动方法和MOSFET基本相同，只需控制输入极N-沟道MOSFET，所以具有高输入阻抗特性。天津本地Mitsubishi三菱IGBT模块销售厂
IGBT(绝缘栅双极型晶体管），是由BJT(双极结型晶体三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型-电压驱动式-功率半导体器件,其具有自关断的特征。简单讲，是一个非通即断的开关，IGBT没有放大电压的功能，导通时可以看做导线，断开时当做开路。IGBT融合了BJT和MOSFET的两种器件的优点，如驱动功率小和饱和压降低等。IGBT模块是由IGBT与FWD（续流二极管芯片）通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品，具有节能、安装维修方便、散热稳定等特点。IGBT是能源转换与传输的器件，是电力电子装置的“CPU”。采用IGBT进行功率变换，能够提高用电效率和质量，具有高效节能和绿色环保的特点，是解决能源短缺问题和降低碳排放的关键支撑技术。IGBT是以GTR为主导元件，MOSFET为驱动元件的达林顿结构的复合器件。其外部有三个电极，分别为G-栅极，C-集电极，E-发射极。在IGBT使用过程中，可以通过控制其集-射极电压UCE和栅-射极电压UGE的大小，从而实现对IGBT导通/关断/阻断状态的控制。1）当IGBT栅-射极加上加0或负电压时，MOSFET内沟道消失，IGBT呈关断状态。2）当集-射极电压UCE＜0时，J3的PN结处于反偏，IGBT呈反向阻断状态。3）当集-射极电压UCE＞0时。天津本地Mitsubishi三菱IGBT模块销售厂动态特性又称开关特性，IGBT的开关特性分为两大部分。
所述第二屏蔽多晶硅和对应的所述沟槽的底部表面和侧面之间通过第二屏蔽介质层隔离。被所述多晶硅栅侧面覆盖的所述阱区的表面用于形成沟道。由一导电类型重掺杂的发射区形成在所述多晶硅栅两侧的所述阱区的表面。所述多晶硅栅通过顶部对应的接触孔连接到由正面金属层组成的金属栅极，所述接触孔穿过层间膜。所述发射区通过顶部的对应的接触孔连接到由正面金属层组成的金属源极；令所述发射区顶部对应的接触孔为源极接触孔，所述源极接触孔还和穿过所述发射区和所述阱区接触。所述一屏蔽多晶硅和所述第二屏蔽多晶硅也分布通过对应的接触孔连接到所述金属源极。在所述集电区的底部表面形成有由背面金属层组成的金属集电极。通过形成于所述栅极结构两侧的具有沟槽式结构的所述第二屏蔽电极结构降低igbt器件的沟槽的步进，从而降低igbt器件的输入电容(cies)、输出电容(coes)和逆导电容(cres)，提高器件的开关速度；通过将所述一屏蔽多晶硅和所述第二屏蔽多晶硅和所述金属源极短接提高器件的短路电流能力；通过所述电荷存储层减少器件的饱和压降。进一步的改进是，所述半导体衬底为硅衬底；在所述硅衬底表面形成有硅外延层，所述漂移区直接由一导电类型轻掺杂的所述硅外延层组成。
步骤二、在所述半导体衬底中形成多个沟槽。步骤三、在各所述沟槽的底部表面和侧面形一介质层，之后再在各所述沟槽中填充一多晶硅层，将所述一多晶硅层回刻到和所述半导体衬底表面相平。步骤四、采用光刻工艺将栅极结构的形成区域打开，将所述栅极结构的形成区域的所述沟槽顶部的所述一多晶硅层和所述一介质层去除。步骤五、在所述栅极结构的形成区域的所述沟槽的顶部侧面形成栅介质层以及所述一多晶硅层的顶部表面形成多晶硅间介质层。步骤六、在所述栅极结构的形成区域的所述沟槽的顶部填充第二多晶硅层，由所述第二多晶硅层组成多晶硅栅；所述多晶硅栅底部的所述一多晶硅层为一屏蔽多晶硅并组成一屏蔽电极结构，所述一屏蔽多晶硅侧面的所述一介质层为一屏蔽介质层。在所述栅极结构两侧的所述沟槽中的所述一多晶硅层为第二屏蔽多晶硅并组成第二屏蔽电极结构，所述第二屏蔽多晶硅侧面的所述一介质层为第二屏蔽介质层。一个所述igbt器件的单元结构中包括一个所述栅极结构以及形成于所述栅极结构两侧的所述第二屏蔽电极结构，在所述栅极结构的每一侧包括至少一个所述第二屏蔽电极结构。步骤七、在所述漂移区表面依次形成电荷存储层和第二导电类型掺杂的阱区。62mm封装(俗称“宽条”):IGBT底板的铜极板增加到62mm宽度。
目前，为了防止高dV/dt应用于桥式电路中的IGBT时产生瞬时集电极电流，设计人员一般会设计栅特性是需要负偏置栅驱动的IGBT。然而提供负偏置增加了电路的复杂性，也很难使用高压集成电路（HVIC）栅驱动器，因为这些IC是专为接地操作而设计──与控制电路相同。因此，研发有高dV/dt能力的IGBT以用于“单正向”栅驱动器便为理想了。这样的器件已经开发出来了。器件与负偏置栅驱动IGBT进行性能表现的比较测试，在高dV/dt条件下得出优越的测试结果。为了理解dV/dt感生开通现象，我们必须考虑跟IGBT结构有关的电容。图1显示了三个主要的IGBT寄生电容。集电极到发射极电容C，集电极到栅极电容C和栅极到发射极电容CGE。图1IGBT器件的寄生电容这些电容对桥式变换器设计是非常重要的，大部份的IGBT数据表中都给出这些参数：输出电容，COES＝CCE＋CGC（CGE短路）输入电容，CIES＝CGC＋CGE（CCE短路）反向传输电容，CRES＝CGC图2半桥电路图2给出了用于多数变换器设计中的典型半桥电路。集电极到栅极电容C和栅极到发射极电容C组成了动态分压器。当IGBT（Q2）开通时，低端IGBT（Q1）的发射极上的dV/dt会在其栅极上产生正电压脉冲。对于任何IGBT。IGBT是能源变换与传输的中心器件，俗称电力电子装置的“CPU”，作为国家战略性新兴产业。天津品质Mitsubishi三菱IGBT模块销售价格
IGBT的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道，给PNP(原来为NPN)晶体管提供基极电流，使IGBT导通。天津本地Mitsubishi三菱IGBT模块销售厂
所述电荷存储层14用于阻挡第二导电类载流子从所述漂移区1中进入到所述阱区2中。多个沟槽101，各所述沟槽101穿过所述阱区2和所述电荷存储层14且各所述沟槽101的进入到所述漂移区1中；一个所述igbt器件的单元结构中包括一个栅极结构以及形成于所述栅极结构两侧的第二屏蔽电极结构，在所述栅极结构的每一侧包括至少一个所述第二屏蔽电极结构。所述栅极结构包括形成于一个对应的所述沟槽101中的一屏蔽多晶硅4a和多晶硅栅6的叠加结构，所述一屏蔽多晶硅4a组成一屏蔽电极结构。所述多晶硅栅6位于所述一屏蔽多晶硅4a的顶部，所述一屏蔽多晶硅4a和对应的所述沟槽101的底部表面和侧面之间通过一屏蔽介质层3a隔离3a，所述一屏蔽多晶硅4a和所述多晶硅栅6之间通过多晶硅间介质层5a隔离，所述多晶硅栅6和所述沟槽101的侧面之间通过栅介质层5隔离。所述第二屏蔽电极结构由填充于所述栅极结构两侧的所述沟槽101中的第二屏蔽多晶硅4b组成。所述第二屏蔽多晶硅4b和对应的所述沟槽101的底部表面和侧面之间通过第二屏蔽介质层3b隔离。所述一屏蔽介质层3a和所述第二屏蔽介质层3b的工艺条件相同且同时形成，所述一屏蔽多晶硅4a和所述第二屏蔽多晶硅4b的工艺条件相同且同时形成。天津本地Mitsubishi三菱IGBT模块销售厂
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