【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種半導體集成電路制造領域，特別是涉及一種絕緣柵場效應晶體管(igbt)器件；本專利技術還涉及一種igbt器件的制造方法。
技術介紹
1、igbt是一種雙極型器件,因為具有電流放大的特點,igbt在中高壓領域實現了優秀的導通壓降,又因為具有電壓控制的特點,igbt的驅動電路比另一種雙極型器件bjt管的更容易實現。cstbt為具有載流子存儲層的igbt，包括：
2、n-摻雜的漂移區。
3、p+摻雜的集電區位于漂移區的背面，通常，在漂移區和集電區之間還具有n型摻雜的緩沖層。
4、在漂移區的頂部具有摻雜濃度比漂移區高的n型摻雜的載流子存儲層。
5、在載流子存儲層的頂部形成由p型摻雜的體區(pbody)。
6、溝槽柵穿過體區，溝槽柵包括形成于柵極溝槽內側表面的柵氧化層和填充于柵極溝槽中的柵極導電材料層如多晶硅柵。
7、在體區的表面形成有n+摻雜的發射區，發射區和溝槽柵的側面自對準。
8、在體區的表面還形成有p+摻雜的體引出區。
9、在發射區和體引出區的正面形成有由正面金屬層組成的發射極。多晶硅柵的正面形成有由正面金屬層組成的柵極。
10、在集電區的背面形成有由背面金屬層組成的集電極。
11、在igbt的應用拓撲中,常會出現器件同時工作在高壓和大電流狀態下的情形,這種情況被稱為短路。以1200v100aigbt為例,當它處于短路狀態時,集電極和發射極兩端電壓約為600v～800v,集電極電流遠高于100a,
12、igbt在飽和態下,其mos溝道夾斷,夾斷區域載流子漂移速度達到飽和,導致溝道電子電流飽和,繼而流過igbt的電流也達到飽和。因此在飽和態,只要柵極和發射極端的電壓差值不變,集電極電壓升高或降低不會使飽和電流發生明顯變化。因此,igbt在短路過程中承受的電壓和電流分別是母線電壓和對應狀態下的飽和電流。
13、在短路狀態下,高壓大電流促使igbt產生極大的功率,能在很短時間內造成器件急劇升溫并燒壞。所以通常定義igbt的短路能力為在短路狀態下能保持器件功能正常的一段維持時間或維持功率,比如可以要求短路時間大于10us,在10us短路狀態結束之后igbt仍然可以正常工作。
14、提高igbt短路能力的辦法,主要是降低igbt的短路功率。在igbt的母線電壓不變的情況下,這意味著減小飽和電流。現有一種通常減小飽和電流的方法是控制igbt的溝道密度,但這種方法的缺點是會影響到igbt的導通壓降。
技術實現思路
1、本專利技術所要解決的技術問題是提供一種igbt器件，能降低器件的飽和電流并從而提高器件的短路能力，同時不改變器件的溝道密度，從而不影響器件的導通壓降。為此，本專利技術還提供一種igbt器件的制造方法。
2、為解決上述技術問題，本專利技術提供的igbt器件包括：
3、漂移區，由形成于半導體襯底表面的第一導電類型輕摻雜區組成。
4、第二導電類型摻雜的體區，形成于所述漂移區表面。
5、在所述漂移區的底部表面形成有由第二導電類重摻雜區組成的集電區。
6、穿過所述體區的溝槽柵。
7、在所述體區的表面形成有第一導電類型重摻雜的發射區，所述發射區和所述溝槽柵的側面自對準。
8、被所述溝槽柵側面覆蓋的所述體區的表面用于形成導電溝道。
9、所述體區由2次以上的第二導電類型的體區注入形成的體區注入區疊加而成。
10、各所述體區注入區同時形成igbt器件的短路能力提升結構和閾值電壓設置結構。
11、所述閾值電壓設置結構用于使所述igbt器件的閾值電壓滿足閾值電壓要求值，所述閾值電壓由所有次數的所述體區注入的注入劑量總和確定。
12、所述短路能力提升結構由各次所述體區注入的注入能量確定，各次所述體區注入的注入能量不同且各所述體區注入的注入能量按照所述導電溝道的長度要求進行設置，各所述體區注入的注入能量的設置使所述導電溝道的長度增加到使所述igbt的飽和電流的大小滿足要求，以使所述igbt器件的短路能力滿足要求。
13、進一步的改進是，所述體區對應的所述體區注入的次數為2次或3次。
14、進一步的改進是，按照注入能量由低到高的順序排列，第二次所述體區注入的注入能量為第一次所述體區注入的注入能量的1.5倍～2倍。
15、所述體區注入的次數為3次時，第三次所述體區注入的注入能量為第一次所述體區注入的注入能量的2.5倍～3.5倍。
16、進一步的改進是，所述igbt器件的工作電壓為600v～1700v。
17、進一步的改進是，所述閾值電壓要求值為8v以下。
18、進一步的改進是，還包括：第一導電類摻雜的載流子存儲層，所述載流子存儲層形成于所述漂移區的頂部區域且位于所述體區的底部，所述載流子存儲層的摻雜濃度大于所述漂移區的摻雜濃度。
19、進一步的改進是，各所述體區注入兩兩之間對應的單次注入劑量的差值小于等于1e13cm-2。
20、進一步的改進是，第一導電類型為n型，第二導電類型為p型；或者，第一導電類型為p型，第二導電類型為n型。
21、為解決上述技術問題，本專利技術提供的igbt器件的制造方法包括如下步驟：
22、步驟一、提供一半導體襯底，在所述半導體襯底表面形成由第一導電類型輕摻雜區組成的漂移區。
23、步驟二、在所述漂移區的表面形成第二導電類型摻雜的體區，包括如下分步驟：
24、步驟21、按照igbt器件的閾值電壓所滿足的閾值電壓要求值設置所述體區的注入劑量總和。
25、步驟22、將所述注入劑量總和拆分成多個單次注入劑量。
26、步驟23、2次以上的第二導電類型的體區注入以形成所述體區。
27、各次所述體區注入采用對應的單次注入劑量；各次所述體區注入的注入能量不同且各所述體區注入的注入能量按照導電溝道的長度要求進行設置，所述導電溝道的長度由所述igbt的飽和電流確定，各所述體區注入的注入能量的設置使所述igbt的飽和電流降低到短路能力所要求的值。
28、步驟三、形成穿過所述體區的溝槽柵；被所述溝槽柵側面覆蓋的所述體區的表面用于形成所述導電溝道。
29、步驟四、在所述體區的表面形成第一導電類型重摻雜的發射區，所述發射區和所述溝槽柵的側面自對準。
30、步驟五、在所述漂移區的底部表面形成由第二導電類重摻雜區組成的集電區。
31、進一步的改進是，所述體區對應的所述體區注入的次數為2次或3次。
32、進一步的改進是，按照注入能量由低到高的順序排列，第二次所述體區注入的注入能量為第一次所述體區注入的注入能量的1.5倍～2倍。
33、所述體區注入的次數為本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種IGBT器件，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的IGBT器件，其特征在于：所述體區對應的所述體區注入的次數為2次或3次。
3.如權利要求2所述的IGBT器件，其特征在于：按照注入能量由低到高的順序排列，第二次所述體區注入的注入能量為第一次所述體區注入的注入能量的1.5倍～2倍；
4.如權利要求2所述的IGBT器件，其特征在于：所述IGBT器件的工作電壓為600V～1700V。
5.如權利要求4所述的IGBT器件，其特征在于：所述閾值電壓要求值為8V以下。
6.如權利要求1所述的IGBT器件，其特征在于，還包括：第一導電類摻雜的載流子存儲層，所述載流子存儲層形成于所述漂移區的頂部區域且位于所述體區的底部，所述載流子存儲層的摻雜濃度大于所述漂移區的摻雜濃度。
7.如權利要求3所述的IGBT器件，其特征在于：各所述體區注入兩兩之間對應的單次注入劑量的差值小于等于1e13cm-2。
8.如權利要求1至7中任一權項所述的IGBT器件，其特征在于：第一導電類型為N型，第二導電類型為P型；或者，
9.一種IGBT器件的制造方法，其特征在于，包括如下步驟：
10.如權利要求9所述的IGBT器件的制造方法，其特征在于：所述體區對應的所述體區注入的次數為2次或3次。
11.如權利要求10所述的IGBT器件的制造方法，其特征在于：按照注入能量由低到高的順序排列，第二次所述體區注入的注入能量為第一次所述體區注入的注入能量的1.5倍～2倍；
12.如權利要求10所述的IGBT器件的制造方法，其特征在于：所述IGBT器件的工作電壓為650V～1200V。
13.如權利要求12所述的IGBT器件的制造方法，其特征在于：所述閾值電壓要求值為8V以下。
14.如權利要求9所述的IGBT器件的制造方法，其特征在于，還包括：第一導電類摻雜的載流子存儲層，所述載流子存儲層形成于所述漂移區的頂部區域且位于所述體區的底部，所述載流子存儲層的摻雜濃度大于所述漂移區的摻雜濃度。
15.如權利要求11所述的IGBT器件的制造方法，其特征在于：各所述體區注入兩兩之間對應的單次注入劑量的差值小于等于1e13cm-2。
16.如權利要求15所述的IGBT器件的制造方法，其特征在于，還包括：在進行步驟一之前，還包括選定所述注入劑量總和以及各次對應的所述單次注入劑量的仿真步驟：
17.如權利要求16所述的IGBT器件的制造方法，其特征在于，所述仿真步驟中：
...【技術特征摘要】
1.一種igbt器件，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的igbt器件，其特征在于：所述體區對應的所述體區注入的次數為2次或3次。
3.如權利要求2所述的igbt器件，其特征在于：按照注入能量由低到高的順序排列，第二次所述體區注入的注入能量為第一次所述體區注入的注入能量的1.5倍～2倍；
4.如權利要求2所述的igbt器件，其特征在于：所述igbt器件的工作電壓為600v～1700v。
5.如權利要求4所述的igbt器件，其特征在于：所述閾值電壓要求值為8v以下。
6.如權利要求1所述的igbt器件，其特征在于，還包括：第一導電類摻雜的載流子存儲層，所述載流子存儲層形成于所述漂移區的頂部區域且位于所述體區的底部，所述載流子存儲層的摻雜濃度大于所述漂移區的摻雜濃度。
7.如權利要求3所述的igbt器件，其特征在于：各所述體區注入兩兩之間對應的單次注入劑量的差值小于等于1e13cm-2。
8.如權利要求1至7中任一權項所述的igbt器件，其特征在于：第一導電類型為n型，第二導電類型為p型；或者，第一導電類型為p型，第二導電類型為n型。
9.一種igbt器件的制造方法，其特征在于，包括如下步驟：
10.如權利要求9所...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳為真，
申請(專利權)人：上海鼎陽通半導體科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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