一种绝缘栅双极型晶体管及其制备方法、电气设备技术

本发明专利技术提供了一种绝缘栅双极型晶体管及其制备方法、电气设备，该绝缘栅双极型晶体管在沟槽内的多晶硅层刻蚀形成两个多晶硅层，并且在沟槽的底部增设了N型层以及P型层，电流路径除了具备传统宽沟槽的绝缘栅双极型晶体管的构造的电流路径外，还新增了沟槽底部侧壁的沟道电流，沟道底部中间的PNP结构的电流，因此，在相同的面积下，本发明专利技术中的沟槽的通电能力更强。

【技术实现步骤摘要】
一种绝缘栅双极型晶体管及其制备方法、电气设备
本专利技术涉及到电气
，尤其涉及到一种绝缘栅双极型晶体管及其制备方法、电气设备。
技术介绍
目前宽沟槽结构的绝缘栅双极型晶体管与窄沟槽结构的绝缘栅双极型晶体管，除了沟槽宽度不同，其他结构类似，如图1中所示，其结构具体包括：沟槽底部部分及侧边下部分是一层N型层1，位于沟槽侧边中间部分是P型层2，而沟槽侧面上部分是N型层1。相对于窄沟槽(沟槽)绝缘栅双极型晶体管，宽沟槽-绝缘栅双极型晶体管这种结构在几个方面有优势：发射极导电区域面积占比更低，减小沟道密度，使得短路电流降低，使得器件短路特性更优。同时也导致栅极-发射极间电容降低，加快器件的开启速度。因为沟槽更长，这使得沟槽的刻蚀等工艺难度降低。但同时绝缘栅双极型晶体管这种结构也有其缺点：沟道密度低，相当于相同面积的原胞，导通电流变小，沟槽面积占比增加，增加栅极-集电极间电容，导致米勒平台电容增加，使得开关损耗增加。
技术实现思路
本专利技术提供了一种绝缘栅双极型晶体管及其制备方法、电气设备，用以提高绝缘栅双极型晶体管的通电能力。本专利技术提供了一种绝缘栅双极型晶体管，该绝缘栅双极型晶体管包括：第一P型层，与所述第一P型层层叠设置的第一N型层，与所述第一N型层层叠设置的N-层，与所述N-层层叠的第二P型层；还包括沟槽，所述沟槽贯穿所述第二P型层及部分所述N-层；还包括位于所述沟槽内且对称设置的多晶硅层，且两个多晶硅层间隔设置；包裹每个多晶硅层的绝缘介质层；位于所述沟槽两侧，且镶嵌在所述第二P型层的第二N型层；所述第二N形层与所述多晶硅层一一对应；位于所述沟槽下方，且镶嵌在所述N-层内的第三N型层以及包裹所述第三N型层的第三P型层；其中，所述第三N型层部分位于所述两个多晶硅层之间的间隙；所述第三P型层的宽度小于所述两个多晶硅层之间的最大距离。在上述技术方案中，通过采用增设的第三P型层及第三N型层增加沟槽的导电能力，因此，在采用宽沟槽时，也使得绝缘栅双极型晶体管具有良好的导电能力。在具体设置时，所述第三N型层的个数为两个，且两个第三N型层分别与所述两个多晶硅层一一对应、部分重叠。更进一步的提高了导电的能力。在具体设置时，所述两个第三N型层沿所述沟槽的中心线对称设置。在具体设置时，所述第三N型层侧的多晶硅层为L形的多晶硅层。在具体设置时，所述绝缘介质层为与氧化层。在具体设置时，沿所述沟槽的宽度方向上，每个第二N型层与对应的多晶硅层部分重叠。本专利技术还提供了一种上述的绝缘栅双极型晶体管的制备方法，该制备方法包括以下步骤：在N-层上开设沟槽；在沟槽内制备绝缘介质层；在绝缘层上制备多晶硅层；并刻蚀形成的多晶硅层形成两个对称且间隔设置的多晶硅层；在每个多晶硅层上制备绝缘介质层；在N-层上进行P注入，形成第二P型层及第三P型层；其中，第二P型层位于所述沟槽的两侧，第三P型层位于所述沟槽的下方，且所述第三P型层的宽度小于所述两个多晶硅层之间的最大距离；注入N+，形成第二N型层及第三N型层；其中，所述第二N型层位于所述沟槽的两侧且被第二P型层一一对应包裹；第三N型层被所述第三P型层包裹，且所述第三N型层部分位于所述两个多晶硅层之间的间隙；在N-层背离所述沟槽的一侧形成第一N型层；在所述第一N型层上形成第一P型层。在上述技术方案中，通过采用增设的第三P型层及第三N型层增加沟槽的导电能力，因此，在采用宽沟槽时，也使得绝缘栅双极型晶体管具有良好的导电能力。其中所述注入N+，形成第二N型层及第三N型层。本专利技术还提供了一种控制器，该控制器包括上述任一项所述的绝缘栅双极型晶体管。在上述技术方案中，通过采用增设的第三P型层及第三N型层增加沟槽的导电能力，因此，在采用宽沟槽时，也使得绝缘栅双极型晶体管具有良好的导电能力。本专利技术还提供了一种电气设备，该电气设备包括上述任一项所述的绝缘栅双极型晶体管。在上述技术方案中，通过采用增设的第三P型层及第三N型层增加沟槽的导电能力，因此，在采用宽沟槽时，也使得绝缘栅双极型晶体管具有良好的导电能力。附图说明图1为现有技术中绝缘栅双极型晶体管的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的绝缘栅双极型晶体管的结构示意图；图3a～图3k为本专利技术实施例提供的绝缘栅双极型晶体管的制备流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。首先参考图2，图2示出了本专利技术实施例提供的绝缘栅双极型晶体管的结构示意图。在本专利技术实施例提供的绝缘栅双极型晶体管包括多层结构。如图2中所示，该绝缘栅双极型晶体管采用层叠的方式设置有多层，以图2所示的绝缘栅双极型晶体管的方式方向为参考方向，由下到上依次层叠了第一P型层10、第一N型层20、N-层30、第二P型层40；其中，第一N型层20层叠设置在第一P型层10，N-层30层叠在第一N型层20，第二P型层40层叠在N-层30。并且在第二P型层40中镶嵌了第二N型层50，在N-层30中镶嵌了第三P型层80，在第三P型层80中镶嵌了第三N型层90。且设置的第二P型层50、第二N型层50、第三N型层90以及第三P型层80与沟槽70的位置相关。为了方便描述，下面结合沟槽70的设置来说明上述N型层以及P型层之间的相对关系。在具体设置时，如图2中所示，该绝缘栅双极型晶体管中的沟槽70贯穿了第二P型层40以及部分的N-层30，该沟槽70并未贯穿N-层30，沟槽70的底部与第一N型层20之间间隔有N-层30。在沟槽70内设置有两个多晶硅层60，且在设置该多晶硅层60时，两个多晶硅层60间隔设置，且呈对称的方式排列。如图2中所示，该多晶硅层60为L形的多晶硅层60，且两个多晶硅层60的折弯方向相对，并且多晶硅层60在设置时，沿沟槽70的侧壁以及底壁设置以形成L形。并且通过采用两个多晶硅层60之间间隔设置，包括包裹每个多晶硅层60的绝缘介质层。在具体设置该绝缘介质层时，该绝缘介质层可以为氧化层。在具体设置第二N型层50与第二P型层40时，其与现有技术中的第二N型层50及第二P型层40类似。如图2中所示，第二N型层50及第二P形成均为两个，第二N形层与多晶硅层60一一对应且对称设置在沟槽70的两侧。在设置时，该第二P型层40的高度低于多晶硅层60的竖直部的高度，且第二N型层50镶嵌在第二P型层40中并靠近沟槽70的侧壁，该第二N型层50与多晶硅层60之间仅间隔上述的绝缘介质层。且在设置第二N型层50时，沿沟槽70的宽度方向上，每个第二N型层50与对应的多晶硅层60部分重叠，即如图2中所示，该第二N型层50与多晶硅层60之间部分重叠。在具体设置第三P型层80以及第三N型层90时，如图2中所示，该第三P型层80以及第三N型层90的功能与上述中的第二P型层40及第二N型层50的功能相同。其中，第三P型层80在设置时，第三P型层80的宽度小于两个多晶硅层60之间的最大距离。且第三P型层80与多晶硅层60之间间隔绝缘介质层。在设置第三N型层90时，第三N型层90的个数可以为一个，也可以为两个。无论采用一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种绝缘栅双极型晶体管，其特征在于，包括：第一P型层，与所述第一P型层层叠设置的第一N型层，与所述第一N型层层叠设置的N‑层，与所述N‑层层叠的第二P型层；还包括沟槽，所述沟槽贯穿所述第二P型层及部分所述N‑层；还包括位于所述沟槽内的多晶硅层，两个多晶硅层间隔设置；包裹每个多晶硅层的绝缘介质层；位于所述沟槽两侧，且镶嵌在所述第二P型层的第二N型层；所述第二N形层与所述多晶硅层一一对应；位于所述沟槽下方，且镶嵌在所述N‑层内的第三N型层以及包裹所述第三N型层的第三P型层；其中，所述第三N型层部分位于所述两个多晶硅层之间的间隙；所述第三P型层的宽度小于所述两个多晶硅层之间的最大距离。

【技术特征摘要】
1.一种绝缘栅双极型晶体管，其特征在于，包括：第一P型层，与所述第一P型层层叠设置的第一N型层，与所述第一N型层层叠设置的N-层，与所述N-层层叠的第二P型层；还包括沟槽，所述沟槽贯穿所述第二P型层及部分所述N-层；还包括位于所述沟槽内的多晶硅层，两个多晶硅层间隔设置；包裹每个多晶硅层的绝缘介质层；位于所述沟槽两侧，且镶嵌在所述第二P型层的第二N型层；所述第二N形层与所述多晶硅层一一对应；位于所述沟槽下方，且镶嵌在所述N-层内的第三N型层以及包裹所述第三N型层的第三P型层；其中，所述第三N型层部分位于所述两个多晶硅层之间的间隙；所述第三P型层的宽度小于所述两个多晶硅层之间的最大距离。2.如权利要求1所述的绝缘栅双极型晶体管，其特征在于，所述第三N型层的个数为两个或一个，且第三N型层与所述两个多晶硅层一一对应,部分重叠。3.如权利要求1所述的绝缘栅双极型晶体管，其特征在于，所述第三N型层侧的多晶硅层为L形的多晶硅层。4.如权利要求1所述的绝缘栅双极型晶体管，其特征在于，所述绝缘介质层为氧化层。5.如权利要求1～4任一项所述的绝缘栅双极型晶体管，其特征在于，沿所述沟槽...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖勇波，史波，肖婷，何昌，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44