【嘉勤点评】尚阳通的IGBT专利，通过设置具有沟槽式结构的第二屏蔽电极结构降低IGBT器件沟槽的步进，能同时改善器件的饱和压降、关断损耗以及抗冲击的性能。
集微网消息，在“碳达峰、碳中和”的大趋势下，新能源市场、变频家电、工业控制等行业加速发展将推动被誉为电力电子行业“CPU”的IGBT市场持续高速增长。同时“十四五”规划明确将IGBT列为未来重点攻关技术之一，市场和政策双加持迅速推动着国内IGBT行业的国产化进程。
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(IGBT))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。随着技术的发展，对IGBT的性能要求也越来越高，如何更加灵活地调整饱和压降(Vcesat)与关断损耗(Eoff)的折中关系，在保证饱和压降不增大的前提下更好的优化开关损耗，同时提高器件的抗冲击能力以实用于高功率转换领域，成为本领域技术人员一直最求的目标。
为此，尚阳通于2018年12月10日申请了一项名为“IGBT器件及其制造方法”的发明专利（申请号: 201811502349.X），申请人为深圳尚阳通科技有限公司。
图1 IGBT器件结构示意图
图1为本发明提出的IGBT器件的结构示意图，该器件包括由形成于半导体衬底表面的第一导电类型轻掺杂区组成的漂移区1，第二导电类型掺杂的阱区2形成于漂移区表面。漂移区的底部表面形成有由第二导电类重掺杂区组成的集电区9。漂移区的顶部区域有电荷存储层14，位于漂移区和阱区交界面的底部，能够阻挡第二导电类载流子从漂移区中进入到阱区中。器件还包括多个沟槽101，各沟槽穿过阱区和电荷存储层进入到漂移区中。一个IGBT器件的单元结构中包括一个栅极结构以及形成于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第二屏蔽电极结构。
该IGBT器件对器件单元结构中的栅极结构的屏蔽结构做了特别的设置，在栅极结构的两侧有形成于沟槽中的屏蔽电极结构即第二屏蔽电极结构，再加上形成于栅极结构的沟槽底部的第一屏蔽电极结构，一起作用栅极结构的屏蔽电极，这种屏蔽电极结构由于是通过沟槽填充形成，有利于缩小器件的沟槽步进，较小的沟槽步进能有效降低IGBT器件的输入电容、输出电容和逆导电容，提高器件的开关速度。
同时该器件还将第一屏蔽电极结构对应的第一屏蔽多晶硅4a和第二屏蔽电极结构对应的第二屏蔽多晶硅4b都通过接触孔连接到金属源极，实现和发射区的短接，这样能降低栅电容，增强器件短路电流的能力，提高器件的抗冲击能力。器件还设置了电荷存储层14，结合第二屏蔽电极结构能更好的防止集电区9注入的少子进入到沟道区域中，从而能降低器件的饱和压降。
简而言之，尚阳通的IGBT专利，通过设置具有沟槽式结构的第二屏蔽电极结构降低IGBT器件沟槽的步进，能同时改善器件的饱和压降、关断损耗以及抗冲击的性能。
尚阳通作为新一代半导体功率半导体设计公司，掌握创新型功率半导体核心技术，具有超强的工艺开发及IC设计研发实力，产品迭代更新，不断在器件关键技术领域取得重大突破，是新一代功率半导体技术领航企业。
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（校对/holly）
