[發明專利]絕緣柵雙極晶體管及其制備方法

有效

• 申請號: 201611095687.7
• 申請日: 2016-12-01
• 公開（公告）號: CN106601801B
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 王培林
• 申請（專利權）人: 王培林
• 主分類號: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L21/331
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 桑敏

本公開涉及絕緣柵雙極晶體管及其制備方法。絕緣柵雙極晶體管包括：第一器件，第一器件具有第一柵區、第一集電區和第一發射區；至少一個第二器件，第二器件具有第二柵區、第二集電區和第二發射區，并且第二器件內嵌在第一器件中，其中，第二集電區與第一集電區相連通，并且第一柵區與第二柵區相連通，其中，第一發射區和第二發射區由金屬間距區隔離以分別作為第一電流收集區和第二電流收集區；以及至少一個PN結，所述PN結位于第一器件和第二器件之間，并且第一電流收集區的金屬接PN結的N+區，第二電流收集區的金屬接PN結的P+區。

技術領域

本公開涉及半導體領域，尤其涉及絕緣柵雙極晶體管及其制備方法。

背景技術

現今，絕緣柵雙極晶體管(IGBT)已被廣泛使用。在許多應用中，例如在汽車電子裝置中，絕緣柵雙極晶體管需要耦合諸如鏡像電流器件的電流傳感器件來監控其工作狀態。傳統地，當絕緣柵雙極晶體管關斷時，絕緣柵雙極晶體管的主器件和電流傳感器件均通過各自的外配續流二極管來實現電流瀉放。然而，對于已經耦合了電流傳感器件的絕緣柵雙極晶體管，為電流傳感器件再單獨外配續流二極管是十分不便的。另外，在存在多個電流傳感器件的情況中，為這多個電流傳感器件外配多個單獨續流二級管則更加不便。

發明內容

根據本公開的一方面，提供一種絕緣柵雙極晶體管，包括：第一器件，所述第一器件具有第一柵區、第一集電區和第一發射區；至少一個第二器件，所述第二器件具有第二柵區、第二集電區和第二發射區并內嵌在所述第一器件中，其中，所述第二集電區與所述第一集電區相連通，所述第一柵區與所述第二柵區相連通，并且其中，所述第二發射區所接的金屬和所述第一發射區所接的金屬由金屬間距區隔離以分別作為第二電流收集區金屬和第一電流收集區金屬；以及至少一個PN結，所述PN結位于所述第一器件和所述第二器件之間，并且所述第一電流收集區金屬接所述PN結的N+區，所述第二電流收集區金屬接所述PN結的P+區。

根據本公開的一方面，提供一種絕緣柵雙極晶體管的制備方法，包括：提供襯底；在襯底上形成第一器件的體區和第二器件的體區；分別在第一器件的體區和第二器件的體區內形成第一器件的第一柵區、第一集電區和第一發射區以及第二柵區、第二集電區和第二發射區，其中，第二器件內嵌在第一器件中，第二集電區與第一集電區相連通，第一柵區與第二柵區相連通，并且第二發射區所接的金屬和第一發射區所接的金屬由金屬間距區隔離以分別作為第二電流收集區金屬和第一電流收集區金屬；形成至少一個PN結，PN結位于第一器件和所述第二器件之間，并且第一電流收集區金屬接PN結的N+區，第二電流收集區金屬接PN結的P+區。

根據本公開的絕緣柵雙極晶體管及其制備方法，在第一器件和第二器件之間形成了PN結，該PN結作為當IGBT關斷時實現第二器件的電流瀉放的通道，從而使得第二器件能夠藉由該通道來利用為第一器件外配的續流二極管來實現電流瀉放。

附圖說明

通過參考附圖會更加清楚地理解本發明的特征和優點，附圖是示意性的而不應理解為對本公開進行任何限制，在附圖中：

圖1是示出根據本公開示例性實施例的絕緣柵雙極晶體管的剖面示意圖；

圖2是示出根據本公開實施例的絕緣柵雙極晶體管的部分等效電路圖；

圖3是示出根據本公開示例性實施例的絕緣柵雙極晶體管的平面視圖；

圖4-圖7分別示出圖3中沿A-A、B-B、C-C、D-D的剖面視圖；

圖8是示出根據本公開示例性實施例的絕緣柵雙極晶體管的平面視圖；

圖9是示出圖8中沿E-E的剖面圖；

圖10是示出根據本公開示例性實施例的絕緣柵雙極晶體管的平面視圖；

圖11是示出圖10中沿F-F的剖面視圖；以及