一种横向绝缘栅双极型晶体管制造技术
A transverse insulated gate bipolar transistor
The invention belongs to the technical field of semiconductor power devices, in particular to a transverse insulated gate bipolar transistor. The invention is based on the traditional lateral insulated gate bipolar transistor on the surface of the device along the length direction of the channel etching groove forms a three-dimensional structure, the formation of lateral insulated gate bipolar transistor has a three-dimensional structure; and the surface is formed in the drift region device three-dimensional polycrystalline two pole tube and the collector near the integration of 3D PMOS and a zener diode. The present invention has a lower forward conduction voltage drop than a conventional LIGBT and has no negative resistance during turn-on, and has higher device breakdown voltage, faster turn off speed, and lower turn off loss.
【技术实现步骤摘要】
一种横向绝缘栅双极型晶体管
本专利技术属于半导体功率器件
，具体的说是涉及一种横向绝缘栅双极型晶体管。
技术介绍
绝缘栅双极型晶体管(IGBT)是一种MOS场效应和双极型晶体管复合的新型电力电子器件，它既有MOSFET易于驱动，控制简单的优点，又有功率晶体管导通压降低，通态电流大，损耗小的优点，已成为中高功率电力电子领域的主流功率开关器件，广泛应用在诸如通信、能源、交通、工业、医学、家用电器及航空航天等国民经济的各个领域。国际知名半导体公司，如ABB，Infineon(IR)，ST，Renesas，Mitsubishi，FuJi等相继投入到IGBT的研发和制造中。近年来，作为功率电子学的热点领域，IGBT更是获得了美国、日本和欧洲等发达国家和地区的高度重视。IGBT在导通过程中，电子经过MOS沟道进入N型漂移区中，从而引起P型集电区向漂移区注入大量的空穴。因此，处于开态的IGBT漂移区中存储有大量的过剩电子-空穴对，这些电子-空穴对形成电导调制效应，极大地降低了漂移区电阻，从而降低正向导通压降VCE。实际应用中，为减小开态损耗，总是希望VCE越低越好。但VC...
【技术保护点】
一种横向绝缘栅双极型晶体管，其半元胞结构包括从下至上依次层叠设置的衬底(1)、绝缘层(2)和第一N型低掺杂区(3)；其特征在于，沿器件纵向方向，所述第一N型低掺杂区(3)为二级阶梯状，定义第二级阶梯的垂直高度大于第一级阶梯，所述第一N型低掺杂区(3)上层两侧分别具有P型体区(4)和N型缓冲区(7)，沿器件纵向方向，所述P型体区(4)和N型缓冲区(7)均为二级阶梯状；在第一N型低掺杂区(3)第二级阶梯和P型体区(4)及N型缓冲区(7)第二级阶梯之间具有第二N型低掺杂区(150)；所述P型体区(4)上层具有相互并列设置的P+接触区(6)和N+发射区(5)，其中N+发射区(5)位...
【技术特征摘要】
1.一种横向绝缘栅双极型晶体管，其半元胞结构包括从下至上依次层叠设置的衬底(1)、绝缘层(2)和第一N型低掺杂区(3)；其特征在于，沿器件纵向方向，所述第一N型低掺杂区(3)为二级阶梯状，定义第二级阶梯的垂直高度大于第一级阶梯，所述第一N型低掺杂区(3)上层两侧分别具有P型体区(4)和N型缓冲区(7)，沿器件纵向方向，所述P型体区(4)和N型缓冲区(7)均为二级阶梯状；在第一N型低掺杂区(3)第二级阶梯和P型体区(4)及N型缓冲区(7)第二级阶梯之间具有第二N型低掺杂区(150)；所述P型体区(4)上层具有相互并列设置的P+接触区(6)和N+发射区(5)，其中N+发射区(5)位于靠近N型缓冲区(7)的一侧，所述P+接触区(6)和N+发射区(5)均为二级阶梯状；所述P+接触区(6)和部分N+发射区(5)上表面具有发射极金属电极(130)，所述发射极金属电极(130)为二级阶梯状；所述P型体区(4)上表面具有第一栅极结构，所述第一栅极结构由第一栅介质层(110)和位于第一栅介质层(110)上表面的第一多晶硅栅电极(120)构成，沿器件纵向方向，所述第一栅介质层(110)的下表面依次与第一N型低掺杂区(3)第一阶梯的上表面和第二N型低掺杂区(150)的上表面接触，第一栅介质层(110)的下表面还与部分N+发射区(5)的上表面接触，第一多晶硅栅电极(120)的上表面是水平面；所述N型缓冲区(7)中具有P型集电区(8)、高掺杂N+区(9)和高掺杂P+区(10)，高掺杂N+区(9)和高掺杂P+区(10)相互接触且高掺杂N+区(9)位于靠近P型体区(4)的一侧；所述P型集电区(8)、高掺杂N+区(9)和高掺杂P+区(10)均为二级阶梯状；所述P型集电区(8)上表面远离P型体区(4)一侧具有集电极金属电极(131)，所述集电极金属电极(131)为二级阶梯状；所述高掺杂N+区(9)和高掺杂P+区(10)的上表面具有金属电极(132)，所述金属电极(132)为二级阶梯状；所述N型缓冲区(7)的上表面具有第二栅极结构，所述第二栅极结构由第二栅介质层(111)和位于第二栅介质层(111)上表面的第二多晶硅电极(124)构成，沿器件纵向方向，所述第二栅介质层(111)的下表面依次与第一N型低掺杂区(3)第一阶梯的上表面和第二N型低掺杂区...
【专利技术属性】
技术研发人员：张金平，陈钱，刘竞秀，李泽宏，任敏，张波，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51
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