一種igbt器件及其形成方法
【技術領域】
[0001]本申請涉及半導體技術領域，特別涉及一種IGBT器件及其形成方法。
【背景技術】
[0002]絕緣棚.雙極型晶體管(InsulatedGate Bipolar Transistor，簡稱IGBT)是由雙極型三極管(BJT)和絕緣柵型場效應管(MOSFET)組成的復合全控型電壓驅動式功率半導體器件，兼有M0SFET器件的高輸入阻抗和電力晶體管(即巨型晶體管，簡稱GTR)的低導通壓降兩方面的優點，從而被廣泛應用到各個領域。
[0003]現有技術中IGBT器件結構如圖1所示，自下而上依次設置有集電區101、緩沖區102、漂移區103、以及位于漂移區內，上表面與漂移區上表面齊平的阱區104、位于阱區上表面內的發射極105、位于所述阱區內，分別與所述發射極兩側接觸的發射區106、覆蓋所述阱區，且部分覆蓋所述發射區的柵區107，其中，柵區包括柵極以及包裹在柵極外側的柵氧化層。
[0004]然而，此種結構的IGBT器件，靠近發射區一側的柵區端部的柵氧化層容易形成“鳥嘴”結構。如圖2為圖1中虛線框內的結構放大圖，其中105為發射極部分，107為柵區部分，虛線圓畫出的部分為柵氧化層形成的“鳥嘴”結構。而柵區端部“鳥嘴”結構如果與柵區下方的阱區104接觸，會對器件閾值電壓產生影響。
[0005]為防止柵區端部“鳥嘴”結構對器件閾值電壓產生影響，通常借助發射區部分將“鳥嘴”部分的柵區與阱區隔離開。然而，此種方法需要發射區的上表面完全接觸“鳥嘴”部分的柵區，從而使得發射區的橫向距離大，造成關斷電流繞過發射區的路徑長(如圖1和圖3中的虛線箭頭)，損耗大，且容易引發閂鎖效應。

【發明內容】

[0006]為解決上述技術問題，本申請實施例提供一種IGBT器件及其形成方法，避免了柵區端部“鳥嘴”結構對器件閾值電壓的影響，同時，縮短了關斷電流在阱區的路徑，減少了損耗，且最大程度的避免了閂鎖效應。
[0007]為解決上述問題，本發明實施例提供了如下技術方案:
[0008]一種IGBT器件，包括:
[0009]半導體結構，所述半導體結構包括上表面與所述半導體結構的上表面齊平的漂移區，位于所述漂移區的上表面內的阱區，以及位于所述阱區兩側，且頂面高出所述半導體結構的上表面的發射區，所述發射區的底面與所述半導體結構的上表面的距離為0?Ιμπι;
[0010]發射極，所述發射極位于所述阱區兩側的發射區之間，所述發射極與所述發射區電連接；
[0011]柵區，所述柵區位于所述發射極兩側，所述柵區具有臺階部分和水平部分，所述臺階部分和所述水平部分為一體結構，所述柵區的水平部分覆蓋所述發射區背向所述發射極一側的阱區和漂移區，所述臺階部分覆蓋至少部分所述發射區的頂面。
[0012]優選的，所述柵區的臺階部分的側邊與所述柵區的水平部分的夾角為45°?135°。
[0013]優選的，所述半導體結構還包括位于所述漂移區的上表面內的外阱區，所述外阱區包圍所述阱區的側面和下表面；
[0014]所述外阱區的導電類型與所述漂移區的導電類型相同，所述外阱區的雜質摻雜濃度大于所述漂移區的雜質摻雜濃度。
[0015]優選的，所述半導體結構還包括位于所述阱區兩側的發射區之間的阱區內，且上表面與所述阱區上表面齊平的內阱區，所述內阱區的橫向長度大于所述發射極的橫向長度；
[0016]所述內阱區的導電類型與所述阱區的導電類型相同，所述內阱區的雜質摻雜濃度大于所述阱區的雜質摻雜濃度。
[0017]優選的，所述發射區之間的內阱區具有凹槽結構，所述發射極位于所述凹槽結構內。
[0018]一種IGBT器件的形成方法，包括:
[0019]提供半導體結構，所述半導體結構的上層為漂移區；
[0020]在所述漂移區上表面內形成凸起部；
[0021]在所述凸起部兩側形成柵區，所述柵區具有臺階部分和水平部分，所述臺階部分和所述水平部分為一體結構，所述柵區的水平部分覆蓋所述凸起部側面的漂移區，所述臺階部分覆蓋部分所述凸起部頂面，且所述凸起部兩側的臺階部分在所述凸起部頂面不相連；
[0022]對所述凸起部頂面進行第一導電類型摻雜，形成阱區，所述阱區的橫向長度大于所述凸起部的橫向長度；
[0023]對所述凸起部頂面進行第二導電類型摻雜，所述第二導電類型摻雜的摻雜深度與所述凸起部的高度差為-1?Um;
[0024]刻蝕所述凸起部未被所述柵區覆蓋的部分，形成發射區；
[0025]在所述發射區之間形成發射極，所述發射極與所述發射區電連接。
[0026]優選的，所述凸起部的橫截面為等腰梯形。
[0027]優選的，所述等腰梯形的斜邊與底邊的角度為45°?135°。
[0028]優選的，所述形成凸起部之后，形成柵區之前，還包括:
[0029]對所述半導體結構的上表面進行第二導電類型的摻雜，形成外阱區，所述外阱區的橫向長度大于所述阱區的橫向長度。
[0030]優選的，所述形成柵區之后，形成阱區之前，還包括:
[0031]對所述凸起部頂面進行第二導電類型摻雜，形成外阱區，外阱區的橫向長度大于所述阱區的橫向長度。
[0032]優選的，所述形成發射區之后，形成發射極之前，還包括:
[0033]對所述凸起部頂面進行第一導電類型摻雜，形成內阱區，所述內阱區的橫向長度大于所述發射極的橫向長度，小于所述凸起部的橫向長度。
[0034]優選的，所述刻蝕所述凸起部的的刻蝕深度大于等于所述凸起部的高度，小于所述凸起部的高度與所述阱區的摻雜深度的和。
[0035]優選的，所述刻蝕所述凸起部的刻蝕深度大于所述凸起部的高度，小于所述凸起部的高度與所述內阱區的摻雜深度的和。
[0036]優選的，所述在所述漂移區上表面形成凸起部，包括:
[0037]刻蝕所述漂移區的上表面，在所述漂移區上表面形成凸起部。
[0038]與現有技術相比，本發明的有益效果為:
[0039]由于本發明IGBT器件中，所述發射區的頂面高出所述半導體結構的上表面，從而抬高了覆蓋發射區一側的柵區的端部，使得柵區臺階部分的端點為柵區的端部。而柵區臺階部分的端點位于所述發射區的頂面，可以與阱區分離，避免了柵區端部“鳥嘴”結構對器件閾值電壓的影響。同時，由于關斷電流在阱區的路徑圍繞發射區的邊緣，所述發射區的底面與所述半導體結構的上表面的距離為0?Ιμπι，從而縮短了關斷電流在阱區的路徑，減少了損耗，且最大程度的避免了閂鎖效應。
【附圖說明】
[0040]為了更清楚地說明本申請實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0041 ]圖1?圖3是現有技術IGBT器件剖面結構示意圖；
[0042]圖4是本發明實施例一提供的IGBT器件剖面結構示意圖；
[0043]圖5?圖6是本發明實施例二提供的IGBT器件剖面結構示意圖；
[0044]圖7是本發明實施例三提供的IGBT器件形成方法的流程圖；
[0045]圖8?圖19是本發明實施例三提供IGBT器件的剖面結構示意圖；
[0046]圖20?圖21是本發明的IGBT器件剖面結構示意圖。
【具體實施方式】
[0047]下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本申請保護的范圍。
[0048]如【背景技術】所述，現有結構的IGBT器件，靠近發射區一側的柵區端部的柵氧化層容易形成“鳥嘴”結構。如圖2為圖1中虛線框內的結構放大圖，其中105為發射極部分，107為柵區部分，虛線圓畫出的部分為柵氧化層形成的“鳥嘴”結構。而柵區端部“鳥嘴”結構如果與柵區下方的阱區104接觸，會對器件閾值電壓產生影響。
[0049]為防止柵區端部“鳥嘴”結構對器件閾值電壓產生影響，通常借助發射區部分將“鳥嘴”部分的柵區與阱區隔離開。然而，此種方法需要發射區的上表面完全接觸“鳥嘴”部分的柵區，從而使得發射區的橫向距離大，造成關斷電流繞過發射區的路徑長(如圖1和圖3中的虛線箭頭)，損耗大，且容易引發閂鎖效應。
[0050]有鑒于此，本發明提供一種IGBT器件，包括:半導體結構，所述半導體結構包括上表面與所述半導體結構的上表面齊平的漂移區，位于所述漂移區的上表面內的阱區，以及位于所述阱區兩側，且頂面高出所述半導體結構的上表面的發射區，所述發射區的底面與所述半導體結構的上表面的距離為0?ιμπι;發射極，所述發射極位于所述阱區兩側的發射區之間，