一种栅极部分变窄的绝缘栅双极晶体管制造技术

本申请提供的一种栅极部分变窄的绝缘栅双极晶体管，涉及半导体器件领域，包括：集电极、发射极，栅极，所述栅极的底部区域形成横向展宽结构；埋栅结构，所述横向展宽结构的下方横向扩展形成所述埋栅结构；其中，所述埋栅结构与发射极电位相连，减少所述晶体管的反馈电容值。解决了现有技术中所采用的方式由于底部横向扩展的栅极结构，增加了栅极和集电极的交叠面积，导致器件反馈电容显著增加，影响了器件的动态特性的技术问题，达到了能够在维持原有PNM器件电导调制能力的情况下，有效的减小器件反馈电容参数，从而优化了器件的综合参数特性的技术效果。

【技术实现步骤摘要】
一种栅极部分变窄的绝缘栅双极晶体管
本专利技术涉及半导体器件领域，特别涉及一种栅极部分变窄的绝缘栅双极晶体管。
技术介绍
绝缘栅双极晶体管是目前高压、大电流领域核心功率半导体器件之一。为了不断改善器件特性，提出一种采用栅极部分变窄结构来增强电导调制效应的结构，从而来阻挡空穴的流动，实现优异的电导调制增强特性。但本申请专利技术人在实现本申请实施例中专利技术技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：现有技术中所采用的方式由于底部横向扩展的栅极结构，增加了栅极和集电极的交叠面积，导致器件反馈电容显著增加，影响了器件的动态特性。
技术实现思路
本申请实施例通过提供一种栅极部分变窄的绝缘栅双极晶体管，解决了现有技术中所采用的方式由于底部横向扩展的栅极结构，增加了栅极和集电极的交叠面积，导致器件反馈电容显著增加，影响了器件的动态特性的技术问题，达到了能够在维持原有PNM器件电导调制能力的情况下，有效的减小器件反馈电容参数，从而优化了器件的综合参数特性的技术效果。鉴于上述问题，提出了本申请实施例以便提供一种克服上述问题的一种栅极部分变窄的绝缘栅双极晶体管，包括：集电极、发射极，栅极，所述栅极的底部区域形成横向展宽结构；埋栅结构，所述横向展宽结构的下方横向扩展形成所述埋栅结构；其中，所述埋栅结构与发射极电位相连，减少所述晶体管的反馈电容值。优选的，所述晶体管还包括：所述埋栅结构与所述栅极采用氧化层隔离。优选的，所述晶体管还包括：所述埋栅结构与发射极相连实现电气接地连接。优选的，所述晶体管还包括：所述埋栅结构与发射极的电气连接从所述晶体管的边缘引出。优选的，所述晶体管还包括：所述埋栅结构包括多晶硅，所述多晶硅与所述发射极的金属相连，形成接地电势。本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本申请实施例提供的一种栅极部分变窄的绝缘栅双极晶体管，通过发射极，栅极，所述栅极的底部区域形成横向展宽结构；埋栅结构，所述横向展宽结构的下方横向扩展形成所述埋栅结构；其中，所述埋栅结构与发射极电位相连，减少所述晶体管的反馈电容值。解决了现有技术中所采用的方式由于底部横向扩展的栅极结构，增加了栅极和集电极的交叠面积，导致器件反馈电容显著增加，影响了器件的动态特性的技术问题，达到了能够在维持原有PNM器件电导调制能力的情况下，有效的减小器件反馈电容参数，从而优化了器件的综合参数特性的技术效果。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例提供的一种栅极部分变窄的绝缘栅双极晶体管的结构示意图。附图标号说明：发射极1，栅极2，埋栅结构3。具体实施方式本申请实施例提供的一种栅极部分变窄的绝缘栅双极晶体管，解决了现有技术中所采用的方式由于底部横向扩展的栅极结构，增加了栅极和集电极的交叠面积，导致器件反馈电容显著增加，影响了器件的动态特性的技术问题。本申请实施例中的技术方案，总体方法如下：通过发射极，栅极，所述栅极的底部区域形成横向展宽结构；埋栅结构，所述横向展宽结构的下方横向扩展形成所述埋栅结构；其中，所述埋栅结构与发射极电位相连，减少所述晶体管的反馈电容值。达到了能够在维持原有PNM器件电导调制能力的情况下，有效的减小器件反馈电容参数，从而优化了器件的综合参数特性的技术效果。下面将详细地描述本公开的示例性实施例。虽然本申请公开了一种或几种示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。实施例一本申请实施例提供的一种栅极部分变窄的绝缘栅双极晶体管，绝缘栅双极晶体管(Insulate-GateBipolarTransistor-IGBT)简称IGBT，综合了电力晶体管(GiantTransistor-GTR)和电力场效应晶体管(PowerMOSFET)的优点，具有良好的特性，应用领域很广泛；IGBT也是三端器件，IGBT是MOS结构双极器件，属于具有功率MOSFET的高速性能与双极的低电阻性能的功率器件。IGBT的应用范围一般都在耐压600V以上、电流10A以上、频率为1kHz以上的区域。多使用在工业用电机、民用小容量电机、变换器(逆变器)、照相机的频闪观测器、感应加热(InductionHeating)电饭锅等领域。如图1所示，所述晶体管包括：发射极1，栅极2，所述栅极2的底部区域形成横向展宽结构；具体而言，器件结构是在两个高掺杂的P区中间，夹着一层低掺杂的N区，形成了两个PN结。在结构顶部区域加入多晶硅栅极结构，用于控制载流子流动，称为栅极2，栅极控制区的P区与Nplus区、低掺杂N漂移区构成了一个场效应管结构，通过栅极控制形成导通，顶部区域用金属引出为IGBT结构发射极。底部高掺杂P区引出一个电极，称为IGBT集电极，该区域注入空穴，形成IGBT结构电导调制效果，降低器件导通饱和压降。为了有效的增强电导调制，本申请采用现有的局部横向扩展栅极结构PNM-IGBT来实现这种效果，研究表明这种结构展现了极低的正向导通压降，但在形成这种结构的同时，由于栅极底部采用横向扩展设计，这样大大的增加了器件底部栅极区域与集电极区域的交叠面积，从而增加了器件的反馈电容，影响了器件的动态特性参数。为了维持器件极佳电导调制效应同时，进一步改善器件受影响的反馈电容特性，本申请在此结构上采用器件栅极底部形成接地的埋栅设计结构。埋栅结构3，所述横向展宽结构的下方横向扩展形成所述埋栅结构3；其中，所述埋栅结构3与发射极1电位相连，减少所述晶体管的反馈电容值；所述埋栅结构3与所述栅极2采用氧化层隔离。所述埋栅结构3与发射极1相连实现电气接地连接。所述埋栅结构3与发射极1的电气连接从所述晶体管的边缘引出。所述埋栅结构3包括多晶硅，所述多晶硅与所述发射极1的金属相连，形成接地电势。具体而言，栅极2底部埋栅结构3与上部分栅极2采用氧化层隔离，底部埋栅结构3与发射极1相连实现接地，其中，电气连接在器件边缘引出，不在示例图中表示。由于增加了底部接地埋栅结构3，有效的减小了实际栅极2与集电极的交叠面积，从而减小了器件的反馈电容。需要在栅极2底部通过两次横向扩展分别形成埋栅结构3和正常栅极结构，所述正常栅极结构即为所述栅极2，埋栅结构3与实际的栅极结构采用氧化层隔离，不形成电气连接；埋栅结构3的多晶硅与发射极1金属相连，形成接地电势，隔离了原先PNM-IGBT结构底部栅极2区域与集电极区域的交叠区域，形成本专利技术需要的结构。本专利技术涉及的器件结构能够有效的改善传统PNM-IGBT结构的反馈电容特性，并且不会带来器件其它参数的性能退化。该结构利用PNM-IGBT制造过程中采用的栅极横向扩展工艺，通过设置两次横向扩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种栅极部分变窄的绝缘栅双极晶体管，其特征在于，所述晶体管包括：发射极，栅极，所述栅极的底部区域形成横向展宽结构；埋栅结构，所述横向展宽结构的下方横向扩展形成所述埋栅结构；其中，所述埋栅结构与发射极电位相连，减少所述晶体管的反馈电容值。

【技术特征摘要】
1.一种栅极部分变窄的绝缘栅双极晶体管，其特征在于，所述晶体管包括：发射极，栅极，所述栅极的底部区域形成横向展宽结构；埋栅结构，所述横向展宽结构的下方横向扩展形成所述埋栅结构；其中，所述埋栅结构与发射极电位相连，减少所述晶体管的反馈电容值。2.如权利要求1所述的晶体管，其特征在于，所述晶体管还包括：所述埋栅结构与所述栅极采用氧化层隔离。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：陆江，刘海南，卜建辉，蔡小五，罗家俊，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11