[發(fā)明專利]一種絕緣柵雙極型晶體管及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310152024.4
• 申請日: 2013-04-27
• 公開（公告）號: CN103367413A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張世勇;胡強(qiáng);櫻井建彌
• 申請（專利權(quán)）人: 中國東方電氣集團(tuán)有限公司;江蘇華創(chuàng)光電科技有限公司
• 主分類號: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L29/08;H01L29/423;H01L21/331;H01L21/28
• 代理公司: 成都天嘉專利事務(wù)所(普通合伙) 51211
• 代理人: 蘇丹

1.一種絕緣柵雙極型晶體管，其特征在于：包括第一導(dǎo)電類型襯底（110），第一導(dǎo)電類型襯底（110）的第一主面內(nèi)設(shè)有第二導(dǎo)電類型基區(qū)（120），第二導(dǎo)電類型基區(qū)（120）內(nèi)設(shè)有第二導(dǎo)電類型深擴(kuò)散區(qū)（130），第二導(dǎo)電類型基區(qū)（120）內(nèi)設(shè)有帶有橫向電子通路單元第一導(dǎo)電類型發(fā)射區(qū)（140），所述第一導(dǎo)電類型發(fā)射區(qū)（140）包括兩個(gè)第一單元（141）和兩個(gè)第二單元（142），兩個(gè)第一單元（141）各自與一個(gè)第二單元（142）橫向相連，兩橫向設(shè)置的第二單元（142）形成橫向電子通路單元；

第一導(dǎo)電類型發(fā)射區(qū)（140）的第一單元（141）分別設(shè)置在第二導(dǎo)電類型深擴(kuò)散區(qū)（130）的兩端，每個(gè)第一導(dǎo)電類型發(fā)射區(qū)（140）的第一主面上設(shè)有柵極絕緣層（160），柵極絕緣層（160）上設(shè)有多晶硅柵極層（170），多晶硅柵極層（170）上設(shè)有第二絕緣層（180），兩組多晶硅柵極層（170）和第二絕緣層（180）的內(nèi)側(cè)設(shè)有絕緣側(cè)壁（190），絕緣側(cè)壁（190）下端設(shè)置在柵極絕緣層（160）上，第一導(dǎo)電類型襯底（110）的第二主面內(nèi)設(shè)有第二導(dǎo)電類型集電區(qū)（150），所述兩多晶硅柵極層（170）之間的區(qū)域?yàn)榇翱趨^(qū)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種絕緣柵雙極型晶體管，其特征在于：還包括有正面金屬和背面金屬，正面金屬同時(shí)接觸第二導(dǎo)電類型基區(qū)（120）和第一導(dǎo)電類型發(fā)射區(qū)（140），構(gòu)成器件的發(fā)射極，背面金屬接觸第二導(dǎo)電類型集電區(qū)（150），構(gòu)成器件的集電極，多晶硅柵極層（170）連同連接它的金屬構(gòu)成器件柵極。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種絕緣柵雙極型晶體管，其特征在于：所述每個(gè)第一單元（141）與兩個(gè)第二單元（142）相連，每個(gè)第二單元（142）與兩個(gè)第一單元（141）相連；

所述第一導(dǎo)電類型發(fā)射區(qū)（140）的兩個(gè)第一單元（141）的相同端形成兩個(gè)發(fā)射區(qū)區(qū)域，同一發(fā)射區(qū)的兩第一單元（141）間邊緣的距離為D1；每個(gè)發(fā)射區(qū)區(qū)域一部分被柵極絕緣層（160）及所述多晶硅柵極層（170）覆蓋；

所述第一導(dǎo)電類型發(fā)射區(qū)（140）的兩個(gè)第二單元（142）形成兩個(gè)發(fā)射區(qū)區(qū)域，分別位于窗口區(qū)的兩邊，橫向設(shè)置在兩第一單元（141）之間，所述兩個(gè)第二單元（142）的兩個(gè)發(fā)射區(qū)之間邊緣的距離為D2，所述的每個(gè)發(fā)射區(qū)區(qū)域一部分被柵極絕緣層及所述多晶硅覆蓋，另一部分區(qū)域不被柵極絕緣層（160）及所述多晶硅柵極層（170）覆蓋，且D2小于D1。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種絕緣柵雙極型晶體管，其特征在于：所述D2為0時(shí)，所述第一導(dǎo)電類型發(fā)射區(qū)（140）的兩個(gè)第二單元142（142）各自的發(fā)射區(qū)連通，所述的發(fā)射區(qū)區(qū)域貫穿整個(gè)窗口區(qū)，所述發(fā)射區(qū)區(qū)域兩邊被柵極絕緣層及所述多晶硅覆蓋，中間區(qū)域不被柵極絕緣層及所述多晶硅覆蓋。

5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種絕緣柵雙極型晶體管，其特征在于：所述第一導(dǎo)電類型為N型，第二導(dǎo)電類型為P型，所述第一導(dǎo)電類型襯底（110）為硅襯底，第一導(dǎo)電類型襯底（110）第一主面為正面，第二主面為背面，所述第一導(dǎo)電類型發(fā)射區(qū)（140）的擴(kuò)散深度為0.2-0.5um，每個(gè)發(fā)射區(qū)寬度為0.4-1um之間。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種絕緣柵雙極型晶體管，其特征在于：所述柵極絕緣層（160）為熱氧化工藝形成的二氧化硅層，所述絕緣側(cè)壁（190）的寬度小于第一導(dǎo)電類型發(fā)射區(qū)（140）的寬度，所述絕緣側(cè)壁（190）的寬度為0.1-1um，高度為0.7-2um之間。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種絕緣柵雙極型晶體管，其特征在于：所述多晶硅柵極層之間窗口區(qū)的寬度在2-20um之間，較優(yōu)的條件為，多晶硅柵極層之間窗口區(qū)的寬度在3-5um之間。