[發明專利]一種溝槽絕緣柵雙極型晶體管

有效

• 申請號: 201611094731.2
• 申請日: 2016-12-02
• 公開（公告）號: CN106601800B
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 王穎;劉彥娟;于成浩;曹菲
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L29/06
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 杜軍

1.一種溝槽絕緣柵雙極型晶體管，特征在于：N-型電壓阻擋層上依次設有N型電流增強層、P型溝道區、由柵氧介質層和多晶硅柵電極構成的溝槽結構；所述的多晶硅柵電極通過柵氧介質層與所述的N+發射區、P型溝道區、N-型電壓阻擋層相隔離；P+歐姆接觸區和N+發射區設置在P型溝道區上；溝槽結構下面設有P+電場屏蔽區；N型緩沖層設置在N-型電壓阻擋層下方，P-集電區、P+集電區設置在N型緩沖層下方，N+襯底層設置在P-集電區的下方，發射極電極位于P+歐姆接觸區和N+發射區上面，并與P+歐姆接觸區和N+發射區連接；所述集電極電極位于器件的底部，與N+襯底層和P+集電區相連接；

所述溝槽絕緣柵雙極型晶體管的制造方法包括：

步驟1：在重摻雜的N+襯底層上依次外延生長P-集電區、N型緩沖層和N-型電壓阻擋層；

步驟2：將晶片翻轉，減薄N+襯底層的厚度，然后選擇性刻蝕N+襯底層直至暴露出部分P-集電區，以形成P+集電區的離子注入窗口；

步驟3：通過離子注入窗口，對暴露出的部分P-集電區利用注入離子的方式形成重摻雜的P+集電區；

步驟4：再次翻轉晶片，在N-型電壓阻擋層的正面，形成溝槽絕緣柵雙極型晶體管的正面結構；

步驟5：通過淀積金屬形成發射極電極和集電極電極，形成溝槽絕緣柵雙極型晶體管。

2.根據權利要求1所述一種溝槽絕緣柵雙極型晶體管，特征在于：所述的N-型電壓阻擋層的摻雜濃度為10¹⁴數量級，厚度大于100μm。

3.根據權利要求1所述一種溝槽絕緣柵雙極型晶體管，特征在于：所述的P-集電區的摻雜濃度在10¹⁷～10¹⁸數量級之間，厚度在幾微米至十幾微米之間。

4.根據權利要求1所述一種溝槽絕緣柵雙極型晶體管，特征在于：所述的N型緩沖層的摻雜濃度要比N-型電壓阻擋層的摻雜濃度高，在10¹⁶～10¹⁷數量級，厚度為幾微米至幾十微米之間。

5.根據權利要求1所述一種溝槽絕緣柵雙極型晶體管，特征在于：所述的N型電流增強層的摻雜濃度要比N-型電壓阻擋層的高，在10¹⁵～10¹⁶數量級，厚度為零點幾微米至幾微米之間。

6.根據權利要求1所述一種溝槽絕緣柵雙極型晶體管，特征在于：所述的P型溝道區的摻雜濃度在10¹⁷～10¹⁸數量級，厚度為零點幾微米至幾微米之間。