[發明專利]一種絕緣柵雙極型晶體管

無效

• 申請號: 200910101803.5
• 申請日: 2009-08-31
• 公開（公告）號: CN101667592A
• 公開（公告）日: 2010-03-10
• 發明（設計）人: 屈志軍;曾祥
• 申請（專利權）人: 無錫鳳凰半導體科技有限公司
• 主分類號: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L29/06
• 代理公司: 杭州裕陽專利事務所（普通合伙）
• 代理人: 江助菊

技術領域：

本發明涉及一種晶體管，尤其涉及一種絕緣柵雙極型晶體管。

背景技術：

半導體功率器件正在日新月異地向前發展著。近年來，繼晶閘管、雙向晶閘管、可關斷晶閘管、巨型晶體管等功率器件之后，又出現一類新的成員絕緣柵雙極晶體管(IGBT)及MOS控制晶閘管(MCT)。這類新型的功率器件具有較為容易的電壓控制、很強的電流處理能力和良好的高頻工作特征。隨著這類器件的斷態電壓耐量不斷提高、通態電流容量的增大，在范圍廣泛的應用領域中，必將逐步替代早期的功率器件而成為主宰力量。

通態壓降及耐壓值是衡量絕緣柵雙極晶體管性能的重要參數，然而如何在不損失通態壓降的情況即在不改變IGBT低功耗特性的情況下提高其耐壓值是目前急需解決的問題。

發明內容：

為克服現有技術的上述缺陷，本發明絕緣柵雙極型晶體管，通過在柵極氧化層下方的N-型襯底上增加了一個濃P型阱區，實現了在不損失絕緣柵雙極型晶體管通態壓降的情況提高了其耐壓值。

為實現上述技術目的，本發明采用的技術方案如下：

一種絕緣柵雙極型晶體管，其包括在N-襯底表面進行低濃度的N-離子注入形成的襯底，形成在襯底表面的柵極氧化層，淀積在柵極氧化層上的多晶硅柵極，形成在柵極氧化層與N-襯底之間的p+阱區及位于p+阱區與柵極氧化層之間的N+阱區，位于N-襯底下方的背面注入區，位于注入區下方的集電極及位于柵極氧化層上方的發射極，所述多晶硅柵極為非連續的兩部分，在柵極氧化層下方的N-型襯底上增加了一個濃P型阱區。

本發明絕緣柵雙極型晶體管與現有技術相比，具有如下有益效果：通過在柵極氧化層下方的N-型襯底上增加了一個濃P型阱區，實現了在不損失絕緣柵雙極型晶體管通態壓降的情況提高了其耐壓值。

附圖說明：

圖1是本發明第一實施例截面圖。

圖2是本發明第二實施例截面圖。

圖3是本發明IGBT與傳統IGBT正向導通時集電極電流(縱軸)電壓(橫軸)曲線對比圖。

圖4是本發明IGBT與傳統IGBT反向關斷時集電極電流(縱軸)電壓(橫軸)曲線對比圖。

具體實施方式：

以下結合附圖對本發明絕緣柵雙極型晶體管作進一步描述。

第一實施例：請參照圖1、圖3及圖4，一種絕緣柵雙極型晶體管，其包括在N-襯底表面進行低濃度的N-離子注入形成的襯底，形成在襯底表面的柵極氧化層2，淀積在柵極氧化層上的多晶硅柵極1，形成在柵極氧化層與N-襯底之間的p+阱區3及位于p+阱區與柵極氧化層之間的N+阱區4，位于N-襯底下方的背面注入區5，位于注入區下方的集電極7及位于柵極氧化層上方的發射極6，所述多晶硅柵極為非連續的兩部分，在柵極氧化層下方的N-型襯底上增加了一個濃P型阱區8，多晶硅柵極之間的間隙小于p阱區的橫向寬度。

所述濃P型阱區8位于柵極氧化層正中央下方，其由高濃度的p+離子注入形成在多晶硅光刻后的多晶硅柵下方的襯底內，所述p+阱區3由高濃度的p+離子注入形成在多晶光刻后的光刻區域內，接著進行擴散，隨后在光刻區進行濃N+離子注入形成N+阱區。N+阱區形成后接著再進行擴散；隨后進行引線孔光刻及正面蒸鍍金屬膜形成發射極。

接著再進行襯底背面研磨使圓片背面減薄進而進行高濃度p+離子注入形成注入區，最后在背面蒸鍍金屬膜形成集電極。

圖3中A為傳統IGBT正向導通時集電極電流(縱軸)電壓(橫軸)曲線圖，B為本發明IGBT正向導通時集電極電流(縱軸)電壓(橫軸)曲線圖。由圖3可知，正向導通時集電極電流為0.00003A對應的集電極電壓即為通態壓降Vce(on)，圖中兩曲線對比可以看出兩種結構的通態壓降Vce(on)差異小于3％基本可以忽略。也就是證明了在相同器件尺寸的條件下本發明結構的IGBT結構相比傳統的IGBT結構在正向通態壓降Vce(on)方面幾乎沒有變化。

圖4中A1為傳統IGBT反向關斷時集電極電流(縱軸)電壓(橫軸)曲線圖，B1為本發明IGBT反向關斷時集電極電流(縱軸)電壓(橫軸)曲線圖，由圖中可知，反向關斷時集電極電流為3e-10A所對應的集電極電壓即為器件的擊穿電壓或耐壓，由圖中兩曲線對比可以看出本發明的IGBT結構提高了10％以上的器件反向擊穿電壓。