[發(fā)明專利]一種全自對(duì)準(zhǔn)的槽柵絕緣柵雙極晶體管及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110955619.8
• 申請(qǐng)日: 2021-08-19
• 公開（公告）號(hào): CN113690191A
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳利;陳彬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廈門芯一代集成電路有限公司
• 主分類號(hào): H01L23/02
• 分類號(hào): H01L23/02;H01L23/12;H01L23/16;H01L23/367;H01L23/373;H01L29/06;H01L29/08;H01L29/423;H01L29/739;H01L21/28;H01L21/331;B08B17/04
• 代理公司: 東莞市卓易專利代理事務(wù)所(普通合伙) 44777
• 代理人: 魏昕

本發(fā)明涉及晶體管技術(shù)領(lǐng)域，且公開了一種全自對(duì)準(zhǔn)的槽柵絕緣柵雙極晶體管及其制備方法，包括襯墊層，所述襯墊層的上表面設(shè)有P+層，所述P+層的上表面設(shè)有漏區(qū)，所述漏區(qū)的上表面兩側(cè)開設(shè)有漏注入?yún)^(qū)，所述漏注入?yún)^(qū)的頂部設(shè)有源區(qū)。該一種全自對(duì)準(zhǔn)的槽柵絕緣柵雙極晶體管及其制備方法，通過散熱層的多層設(shè)置，能夠充分吸收使用過過程中所產(chǎn)生的熱量，通過散熱片的設(shè)置，散熱片能夠有效的吸附第一銅層、陶瓷層和第二銅層所排出的熱量，晶體管工作時(shí)，熱量能夠通過散熱片被吸附出，從而有效的降低其溫度，通過散熱導(dǎo)管和延伸片的設(shè)置，進(jìn)一步的提高了散熱效果，使得晶體管工作時(shí)發(fā)熱損耗降低，延長(zhǎng)了使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及晶體管技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種全自對(duì)準(zhǔn)的槽柵絕緣柵雙極晶體管及其制備方法。

背景技術(shù)

絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件,兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅(qū)動(dòng)電流較大；MOSFET驅(qū)動(dòng)功率很小，開關(guān)速度快，但導(dǎo)通壓降大，載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)功率小而飽和壓降低。非常適合應(yīng)用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)如交流電機(jī)、變頻器、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動(dòng)等領(lǐng)域。IGBT模塊是由IGBT(絕緣柵雙極型晶體管芯片)與FWD(續(xù)流二極管芯片)通過特定的電路橋接封裝而成的模塊化半導(dǎo)體產(chǎn)品；封裝后的IGBT模塊直接應(yīng)用于變頻器、UPS不間斷電源等設(shè)備上；

IGBT模塊具有節(jié)能、安裝維修方便、散熱穩(wěn)定等特點(diǎn)；當(dāng)前市場(chǎng)上銷售的多為此類模塊化產(chǎn)品，一般所說的IGBT也指IGBT模塊；隨著節(jié)能環(huán)保等理念的推進(jìn)，此類產(chǎn)品在市場(chǎng)上將越來越多見；

IGBT是能源變換與傳輸?shù)暮诵钠骷追Q電力電子裝置的“CPU”，作為國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，在軌道交通、智能電網(wǎng)、航空航天、電動(dòng)汽車與新能源裝備等領(lǐng)域應(yīng)用極廣；

在中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開說明書CN 103219238 B2中公開的一種全自對(duì)準(zhǔn)的絕緣柵雙極晶體管器件，該一種全自對(duì)準(zhǔn)的絕緣柵雙極晶體管器件，雖然本發(fā)明的雙極晶體管器件采用絕緣側(cè)壁是一種全自對(duì)準(zhǔn)的技術(shù)，不需要光刻，因此能夠?qū)⒍嗑Ч钖艑拥拇翱诘膶挾葴p小到4um，甚至能到2um；這樣就能實(shí)現(xiàn)更精細(xì)化的圖形，專利中的器件結(jié)構(gòu)是左右完全對(duì)稱的，首先由于器件沒有光刻對(duì)準(zhǔn)的偏差，兩個(gè)N+發(fā)射極寬度是一樣的；其次窗口寬度的減小能夠減小N+發(fā)射區(qū)的面積，這樣對(duì)器件的閂鎖效應(yīng)也有明顯的改善。本發(fā)明的雙極晶體管器件在結(jié)構(gòu)上增加了絕緣側(cè)壁,器件結(jié)構(gòu)是完全對(duì)準(zhǔn)的，工藝步驟能得到減少,因?yàn)榻^緣側(cè)壁的存在，N+發(fā)射區(qū)和電極孔不需要光刻,所以能夠節(jié)省掉電極孔和N+發(fā)射區(qū)光刻需要的步驟，能夠減少窗口的寬度,縮小窗口的寬度帶來的另一個(gè)效果是增加了多晶柵和多晶窗口的面積之比，這樣帶來的效果是IGBT的導(dǎo)通壓降能夠減小；

但是該一種全自對(duì)準(zhǔn)的絕緣柵雙極晶體管器件具備的缺點(diǎn)：

1.結(jié)構(gòu)構(gòu)成較為繁瑣，制備較為麻煩；

2.使用過程中容易出現(xiàn)散熱不良的情況，溫度過高時(shí)，晶體管內(nèi)部元件易受損，且使用壽命會(huì)大幅降低；

3.在不使用時(shí)容易出現(xiàn)受損的情況出現(xiàn)，灰塵容易進(jìn)入對(duì)其造成侵蝕。

發(fā)明內(nèi)容

(一)解決的技術(shù)問題

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種全自對(duì)準(zhǔn)的槽柵絕緣柵雙極晶體管及其制備方法。

(二)技術(shù)方案

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：包括襯墊層，所述襯墊層的上表面設(shè)有P+層，所述P+層的上表面設(shè)有漏區(qū)，所述漏區(qū)的上表面兩側(cè)開設(shè)有漏注入?yún)^(qū)，所述漏注入?yún)^(qū)的頂部設(shè)有源區(qū)，兩個(gè)所述源區(qū)的中部設(shè)有柵極絕緣層，所述柵極絕緣層的頂部設(shè)有多晶硅柵層，所述多晶硅柵層的邊緣處設(shè)有絕緣側(cè)壁。