[實(shí)用新型]注入增強(qiáng)型絕緣柵雙極型晶體管

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420654247.0
• 申請(qǐng)日: 2014-11-05
• 公開（公告）號(hào): CN204144266U
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡強(qiáng);王思亮;張世勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國東方電氣集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/739
• 分類號(hào): H01L29/739;H01L29/06;H01L29/08;H01L29/423
• 代理公司: 成都天嘉專利事務(wù)所(普通合伙) 51211
• 代理人: 蘇丹

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及功率半導(dǎo)體器件領(lǐng)域，主要是一種注入增強(qiáng)型絕緣柵雙極型晶體管。?

背景技術(shù)

絕緣柵雙極型晶體管廣泛應(yīng)用于電力電子行業(yè)的核心控制領(lǐng)域，溝槽柵是該類產(chǎn)品的核心技術(shù)之一，其主要目的可以實(shí)現(xiàn)更大的電流密度和更小的導(dǎo)通壓降，從而減小器件尺寸并降低功耗。傳統(tǒng)的絕緣柵雙極型晶體管在制造正面結(jié)構(gòu)時(shí)（溝槽柵一面），通常采用元胞區(qū)全覆蓋的方式，該方式將導(dǎo)致器件在工作時(shí)空穴迅速溢出發(fā)射極，降低溝槽附近的區(qū)域載流子濃度較低，使得導(dǎo)通壓降的降低受到限制。?

現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)雙極型晶體管結(jié)構(gòu)也進(jìn)行了改進(jìn)，如專利號(hào)為CN200920192176.6，申請(qǐng)日為2009-08-31，名稱為“絕緣柵雙極型晶體管”的實(shí)用新型專利，其技術(shù)方案為：本實(shí)用新型絕緣柵雙極型晶體管，其包括在N-襯底表面進(jìn)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(qū)及位于p+阱區(qū)與柵極氧化層之間的N+阱區(qū)，位于N-襯底下方的背面注入?yún)^(qū)，位于注入?yún)^(qū)下方的集電極及位于柵極氧化層上方的發(fā)射極，在柵極氧化層下方的N-型襯底上增加了一個(gè)濃P型阱區(qū)；?

再如專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N201210333321.4，申請(qǐng)日為2012-09-11，名稱為“一種集電極終端具有介質(zhì)層的絕緣柵雙極型晶體管”的發(fā)明專利，其技術(shù)方案為：一種集電極終端具有介質(zhì)層的絕緣柵雙極型晶體管，屬于功率半導(dǎo)體器件和功率集成電路技術(shù)領(lǐng)域。本實(shí)用新型在傳統(tǒng)的絕緣柵雙極型晶體管結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，在器件終端集電極區(qū)域引入一層連續(xù)或不連續(xù)的介質(zhì)層。

上述專利中，?CN200920192176.6?的柵極為平面型，?CN201210333321.4的創(chuàng)新在于背面，即在集電極的終端對(duì)應(yīng)位置引入一層介質(zhì)層，而正面結(jié)構(gòu)（溝槽柵一面）仍然為傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，所以仍然存在導(dǎo)通過程中的載流子濃度較低的問題。??????

實(shí)用新型內(nèi)容

為解決現(xiàn)有的雙極型晶體管的導(dǎo)通壓降的降低受到限制，現(xiàn)在提出一種條紋狀周期分離性元胞結(jié)構(gòu)，發(fā)射極對(duì)應(yīng)形成分離狀，使得空穴在發(fā)射極未形成覆蓋的區(qū)域發(fā)生積累效應(yīng)，從而提高溝槽附近區(qū)域的載流子濃度的注入增強(qiáng)型絕緣柵雙極型晶體管。?

一種注入增強(qiáng)型絕緣柵雙極型晶體管，其特征在于：包括p型集電極，所述p型集電極上設(shè)置有載流子擴(kuò)散層，在所述載流子擴(kuò)散層上縱向設(shè)置有多根溝槽，所述載流子擴(kuò)散層上橫向設(shè)置有多排p型活性區(qū)和p型非活性區(qū)，p型活性區(qū)和p型非活性區(qū)構(gòu)成p型基區(qū)，呈條紋狀；每排p型活性區(qū)包括多個(gè)獨(dú)立的p型活性區(qū)，多個(gè)p型活性區(qū)之間被所述溝槽隔開，每排p型非活性區(qū)包括多個(gè)獨(dú)立的p型非活性區(qū)，多個(gè)p型非活性區(qū)之間被所述溝槽隔開；所述每個(gè)p型活性區(qū)上設(shè)置有n型發(fā)射極，所述n型發(fā)射極呈H型。?

所述每排p型活性區(qū)和p型非活性區(qū)間隔排布。?

各排p型活性區(qū)之間至少間隔了一排p型非活性區(qū)。?

所述n型發(fā)射極為重?fù)絥型層。?

所述載流子擴(kuò)散層為輕摻n型層。?

所述p型集電極和載流子擴(kuò)散層之間設(shè)置有場截止層。?

所述場截止層為重?fù)絥型層。?

所述每排p型活性區(qū)和p型非活性區(qū)的寬度為2um-20um，深度為2um-8um。?

所述溝槽長度方向與多排p型活性區(qū)和p型非活性區(qū)的長度方向垂直。?

所述溝槽包括有呈U型的薄層絕緣層，所述薄層絕緣層內(nèi)為n型填充多晶硅。?

所述薄層絕緣層包括氧化硅和氮化硅。?

所述n型填充多晶硅內(nèi)摻雜有磷或砷。?

所述溝槽的寬度為0.5um-2um，深度為2um-8um，相鄰溝槽之間的間距為2um-8um。?

所述H型的發(fā)射極兩側(cè)邊依靠有所述薄層絕緣層，所述兩側(cè)邊的寬度分別為0.5um-3um，所述H型兩側(cè)邊之間的寬度為0.5um-8um，所述H型的深度為0.1um-1um。?

所述p型活性區(qū)的摻雜雜質(zhì)為硼，深度為2um-8um。?

所述p型非活性區(qū)的摻雜雜質(zhì)為硼，深度為2um-8um。?

所述p型集電極的摻雜雜質(zhì)為硼，深度為0.1um-2um。?

所述場截止層摻雜雜質(zhì)包括磷、硒、質(zhì)子、硫、砷或者缺陷摻雜，深度為2um-20um。?

所述輕摻n型區(qū)摻雜為磷或砷，采用氣摻或中照硅片。?

所述p型活性區(qū)內(nèi)設(shè)置有p型發(fā)射極。?

所述p型發(fā)射極為重?fù)絧型層。?