[發明專利]絕緣柵雙極型晶體管

有效

• 申請號: 201210093721.2
• 申請日: 2012-03-31
• 公開（公告）號: CN102637732B
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發明（設計）人: 茍鴻雁
• 申請（專利權）人: 上海華虹宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L29/06;H01L29/36
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙)31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本發明涉及半導體制造及設計領域，更具體地說，本發明涉及一種絕緣柵雙極型晶體管的制造。

背景技術

絕緣柵雙極型晶體管IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)是場效應晶體管(MOSFET)和雙極型晶體管(BJT)相結合的產物。其主體部分與BJT相同，也有集電極和發射極，而控制極的結構卻與MOSFET相同，是絕緣柵結構，也稱為柵極。絕緣柵雙極型晶體管兼有MOS晶體管的高輸入阻抗和BJT的低導通壓降兩方面的優點。

圖1示意性地示出了根據現有技術的絕緣柵雙極型晶體管的結構。如圖1所示，一般，絕緣柵雙極型晶體管包括發射極1(例如是P型發射區)、集電極2(例如P型集電區)以及柵極5；其中，發射極1和集電極2之間布置了漂移區3(例如是N型漂移區)和緩沖區4。

P型發射極1與N型漂移區3之間存在第一個PN結(即N型摻雜濃度等于P型摻雜濃度)，N型漂移區3與P型集電區2之間存在第二個PN結；P型發射極1與MOSFET的源極之間存在第三個PN結。

擊穿電壓(Breakdown Voltage，BV)是絕緣柵雙極型晶體管的一個重要的電參數。具體地說，擊穿電壓的定義為：在襯底底端加正電壓由0至高進行掃描，當電流倍增時的電壓值(電流一般達到1e-5A/cm²)，即稱為該器件的擊穿電壓，其中在襯底加正電壓時，最下端的第一個PN結正向導通，而由下至上的第二個PN結反向耗盡，其實絕緣柵雙極型晶體管的擊穿電壓即為該第二個PN結的反向擊穿電壓。

但是，現有技術的絕緣柵雙極型晶體管無法在保證關態的擊穿電壓BV特性以及導通壓降特性不會退化的情況下有很快的切換速度。因此，希望提供一種能夠在保證關態的擊穿電壓BV特性以及導通壓降特性不會退化的情況下改善切換速度的絕緣柵雙極型晶體管。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中存在上述缺陷，提供一種能夠在保證關態的擊穿電壓BV特性和導通壓降特性不會退化的情況下改善切換速度的絕緣柵雙極型晶體管。

根據本發明，提供了一種絕緣柵雙極型晶體管，其包括：集電極、漂移區、緩沖區、發射極以及柵極；其中所述發射區與所述漂移區之間形成了第一個PN結，所述漂移區與所述集電區之間形成了第二個PN結，所述發射區與所述柵極之間形成了第三個PN結；其特征在于，所述發射區包括第一摻雜區、第二摻雜區以及第三反型摻雜區；其中，所述第一摻雜區和所述第二摻雜區具有第一摻雜類型，并且所述第一摻雜區的摻雜濃度大于所述第二摻雜區的摻雜濃度，所述第三反型摻雜區具有第二摻雜類型；并且其中，所述漂移區和所述第三反型摻雜區布置在所述第二摻雜區的相對兩側，并且所述漂移區和所述第三反型摻雜區不接觸；此外，所述第一摻雜區、所述第二摻雜區以及所述第三反型摻雜區兩兩彼此鄰接。

優選地，所述集電極是P型集電極；所述漂移區是N型漂移區；所述發射極是P型集發射極。

優選地，所述集電區中摻雜了濃度為1e19的硼摻雜。

在根據本發明的絕緣柵雙極型晶體管中，由于集電區中的第一摻雜區、第二摻雜區以及第三反型摻雜區結構的存在，可以在截止過程中強制地吸引漂移區中的電子，所以可以改進上述絕緣柵雙極型晶體管由開態至關態的切換速度。

附圖說明

結合附圖，并通過參考下面的詳細描述，將會更容易地對本發明有更完整的理解并且更容易地理解其伴隨的優點和特征，其中：

圖1示意性地示出了根據現有技術的絕緣柵雙極型晶體管的結構。

圖2示意性地示出了根據本發明實施例的絕緣柵雙極型晶體管的結構。

圖3示意性地示出了根據本發明實施例的絕緣柵雙極型晶體管的測試電路。

圖4示意性地示出了對根據現有技術的絕緣柵雙極型晶體管以及根據本發明實施例的絕緣柵雙極型晶體管的模擬測試結果。

需要說明的是，附圖用于說明本發明，而非限制本發明。注意，表示結構的附圖可能并非按比例繪制。并且，附圖中，相同或者類似的元件標有相同或者類似的標號。

具體實施方式

為了使本發明的內容更加清楚和易懂，下面結合具體實施例和附圖對本發明的內容進行詳細描述。

圖2示意性地示出了根據本發明實施例的絕緣柵雙極型晶體管的結構。

如圖2所示，根據本發明實施例的絕緣柵雙極型晶體管同樣包括：發射極1(例如是P型發射區)、集電極2(例如P型集電區，例如濃度為1e19的硼摻雜)以及柵極5；其中，發射極1和集電極2之間布置了漂移區3(例如是N型漂移區)和緩沖區。