一種igbt芯片及其制作方法
【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，涉及一種IGBT芯片及其制作方法。
【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，由于需要在兩個(gè)常規(guī)溝槽柵1之間形成源極區(qū)2和發(fā)射極金屬電極3的結(jié)構(gòu)，因此導(dǎo)致兩個(gè)常規(guī)溝槽柵1的距離較大。而由于兩個(gè)常規(guī)溝槽柵1之間的距離，比溝槽柵型IGBT芯片中其他相鄰近的溝槽柵之間的距離大，會(huì)導(dǎo)致溝槽柵型IGBT芯片導(dǎo)通時(shí)在該兩個(gè)常規(guī)溝槽柵之間區(qū)域內(nèi)積累大量的載流子，進(jìn)而會(huì)影響關(guān)斷時(shí)載流子的抽取的均勻度，即，影響溝槽柵型IGBT芯片關(guān)斷特性的軟度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種IGBT芯片及其制作方法，通過在第一常規(guī)溝槽和第二常規(guī)溝槽之間設(shè)置輔助溝槽，將第一常規(guī)溝槽和第二常規(guī)溝槽之間的間距分為兩部分，改善了 IGBT芯片關(guān)斷時(shí)載流子的抽取的均勻度，改善了 IGBT芯片關(guān)斷特性的軟度。
[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]一種IGBT芯片，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)的第一常規(guī)溝槽、第二常規(guī)溝槽和輔助溝槽，所述輔助溝槽位于所述第一常規(guī)溝槽和第二常規(guī)溝槽之間，所述第一常規(guī)溝槽、第二常規(guī)溝槽和輔助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，所述輔助溝槽內(nèi)設(shè)置有輔助柵層，且所述第一常規(guī)溝槽的內(nèi)壁與所述第一常規(guī)柵層之間、所述第二常規(guī)溝槽的內(nèi)壁所述第二常規(guī)柵層之間和所述輔助溝槽的內(nèi)壁與所述輔助柵層之間均設(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)的第一源極區(qū)和第二源極區(qū)；
[0011]以及，位于所述第一源極區(qū)和第二源極區(qū)之間的發(fā)射極金屬電極，所述發(fā)射極金屬電極延伸至所述基區(qū)，且所述發(fā)射極金屬電極覆蓋所述輔助溝槽。
[0012]優(yōu)選的，所述IGBT芯片還包括:
[0013]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)溝槽背離所述輔助溝槽一側(cè)的至少一個(gè)第一虛溝槽；
[0014]所述第一虛溝槽內(nèi)設(shè)置有第一虛柵層；
[0015]所述第一虛溝槽的內(nèi)壁與所述第一虛柵層之間設(shè)置有第二柵氧化層。
[0016]優(yōu)選的，所述IGBT芯片還包括:
[0017]位于所述基區(qū)背離所述漂移區(qū)一側(cè)、且位于所述第二常規(guī)溝槽背離所述輔助溝槽一側(cè)的至少一個(gè)第二虛溝槽；
[0018]所述第二虛溝槽內(nèi)設(shè)置有第二虛柵層；
[0019]所述第二虛溝槽的內(nèi)壁與所述第二虛柵層之間設(shè)置有第三柵氧化層。
[0020]優(yōu)選的，所述輔助柵層與所述發(fā)射極金屬電極之間還設(shè)置有輔助柵氧化層；
[0021]所述輔助柵氧化層覆蓋所述輔助柵層。
[0022]優(yōu)選的，所述IGBT芯片還包括:
[0023]位于所述基區(qū)與所述漂移區(qū)之間的第一阱區(qū)；
[0024]以及，位于所述第一阱區(qū)與所述基區(qū)之間的第二阱區(qū)，所述第一阱區(qū)包括第一子阱區(qū)、第二子阱區(qū)和輔助子阱區(qū)，所述輔助子阱區(qū)與所述第一子阱區(qū)和第二子阱區(qū)均部分連通；
[0025]其中，所述第一常規(guī)溝槽延伸至所述第一子阱區(qū)，所述第二常規(guī)溝槽延伸至第二子阱區(qū)，所述輔助溝槽延伸至輔助子阱區(qū)。
[0026]優(yōu)選的，所述IGBT芯片還包括:
[0027]位于所述基區(qū)與所述漂移區(qū)之間的第一阱區(qū)；
[0028]以及，位于所述第一阱區(qū)與所述基區(qū)之間的第二阱區(qū)，所述第一阱區(qū)包括第一子阱區(qū)、第二子阱區(qū)和輔助子阱區(qū)，所述輔助子阱區(qū)與所述第一子阱區(qū)和第二子阱區(qū)均相互隔咼;
[0029]其中，所述第一常規(guī)溝槽延伸至所述第一子阱區(qū)，所述第二常規(guī)溝槽延伸至第二子阱區(qū)，所述輔助溝槽延伸至輔助子阱區(qū)。
[0030]優(yōu)選的，所述IGBT芯片還包括:
[0031]位于所述基區(qū)與所述漂移區(qū)之間的第一阱區(qū)；
[0032]以及，位于所述第一阱區(qū)與所述基區(qū)之間的第二阱區(qū)，所述第一阱區(qū)包括第一子阱區(qū)、第二子阱區(qū)和輔助子阱區(qū)，所述輔助子阱區(qū)與所述第一子阱區(qū)和第二子阱區(qū)中任意一個(gè)連通；
[0033]其中，所述第一常規(guī)溝槽延伸至所述第一子阱區(qū)，所述第二常規(guī)溝槽延伸至第二子阱區(qū)，所述輔助溝槽延伸至輔助子阱區(qū)。
[0034]優(yōu)選的，所述第一常規(guī)溝槽至所述輔助溝槽之間的距離和所述第二常規(guī)溝槽至所述輔助溝槽之間的距離相同。
[0035]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)的深度和所述輔助溝槽延伸至所述漂移區(qū)的深度相同。
[0036]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溝槽的寬度相同。
[0037]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。
[0038]此外，本發(fā)明還提供了一種IGBT芯片的制作方法，包括:
[0039]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)；
[0040]在所述基區(qū)背離所述漂移區(qū)一側(cè)制作第一常規(guī)溝槽、第二常規(guī)溝槽和輔助溝槽，且在所述第一常規(guī)溝槽、第二常規(guī)溝槽和輔助溝槽的內(nèi)壁制作第一柵氧化層后，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)柵層和在輔助溝槽內(nèi)填充輔助柵層，其中，所述輔助溝槽位于所述第一常規(guī)溝槽和第二常規(guī)溝槽之間，且所述第一常規(guī)溝槽、第二常規(guī)溝槽和輔助溝槽均延伸至所述漂移區(qū)；
[0041]在所述第一常規(guī)溝槽和輔助溝槽之間制作第一源極區(qū)，且在所述第二常規(guī)溝槽和輔助溝槽之間制作第二源極區(qū)；
[0042]在所述第一源極區(qū)和第二源極區(qū)之間制作發(fā)射極金屬電極窗口，且在所述發(fā)射極金屬電極窗口內(nèi)制作發(fā)射極金屬電極，所述發(fā)射極金屬電極窗口的兩側(cè)邊分別與所述第一源極區(qū)和第二源極區(qū)接觸、且延伸至所述基區(qū)，所述發(fā)射極金屬電極窗口覆蓋所述輔助溝槽。
[0043]優(yōu)選的，在所述第一源極區(qū)和第二源極區(qū)之間制作發(fā)射極金屬電極窗口后，且在所述發(fā)射極金屬電極窗口內(nèi)制作發(fā)射極金屬電極前，還包括:
[0044]在所述輔助柵層背離所述漂移區(qū)一側(cè)制作輔助柵氧化層，所述輔助柵氧化層覆蓋所述輔助柵層。
[0045]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):
[0046]本發(fā)明提供了一種IGBT芯片及其制作方法，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)的第一常規(guī)溝槽、第二常規(guī)溝槽和輔助溝槽，所述輔助溝槽位于所述第一常規(guī)溝槽和第二常規(guī)溝槽之間，所述第一常規(guī)溝槽、第二常規(guī)溝槽和輔助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，所述輔助溝槽內(nèi)設(shè)置有輔助柵層，且所述第