绝缘栅双极型晶体管以及电子设备制造技术

本实用新型专利技术公开了绝缘栅双极型晶体管及电子设备。该绝缘栅双极型晶体管包括：集电区、漂移区和基区，发射区，所述发射区位于所述基区在远离所述漂移区的一侧；栅极结构，所述栅极结构位于所述基区远离所述漂移区的一侧，覆盖所述基区的部分表面且与所所述发射区相接触；发射电极，所述发射电极位于所述栅极结构远离所述基区的一侧，且与所述栅极结构绝缘设置，并与所述基区相接触，电阻层，所述电阻层位于所述基区远离所述漂移区的一侧，所述电阻层与所述发射电极、所述发射区和所述基区接触，并与所述栅极结构之间绝缘设置。缘栅双极型晶体管结构简单，电阻层无需额外引入构图工艺形成，可防止器件发生闩锁。

【技术实现步骤摘要】
绝缘栅双极型晶体管以及电子设备
本技术涉及电子领域，具体地，涉及绝缘栅双极型晶体管以及电子设备。
技术介绍
绝缘栅双极型晶体管(insulated-gatebipolartransistor,IGBT)是一种新型的MOS功率半导体器件，同时具备功率MOSFET以及双极晶体管的特点，具有输入阻抗高、控制功率小、易于驱动、开关频率高、导通电流大、导通损耗小的优点。然而，IGBT在工作时，晶体管电流经基区流至发射极过程中，受基区电阻影响，容易造成晶体管导通，IGBT器件发生闩锁。虽然可以通过引入重掺杂的体区缓解上述问题，但形成重掺杂的体区需要严格控制掺杂的浓度、注入能量等参数。而由于离子注入工艺的极限，导致IGBT器件在较大的导通电流，或是电流变化率过大时，仍旧会发生闩锁，器件无法正常关断，甚至发生烧毁。因此，目前的绝缘栅双极型晶体管仍有待改进。
技术实现思路
本技术旨在至少一定程度上缓解或解决上述提及问题中至少一个。为此，在本技术的一个方面，本技术提出了一种绝缘栅双极型晶体管。该绝缘栅双极型晶体管包括：集电区、漂移区和基区，所述漂移区靠近所述集电区，且所述基区位于所述漂移区远离所述集电区的一侧；发射区，所述发射区位于所述基区在远离所述漂移区的一侧；栅极结构，所述栅极结构位于所述基区远离所述漂移区的一侧，覆盖所述基区的部分表面且与所所述发射区相接触；发射电极，所述发射电极位于所述栅极结构远离所述基区的一侧，且与所述栅极结构绝缘设置，并与所述基区相接触，电阻层，所述电阻层位于所述基区远离所述漂移区的一侧，所述电阻层与所述发射电极、所述发射区和所述基区接触，并与所述栅极结构之间绝缘设置。由此，可利用电阻层防止IGBT中双极晶体管的基区和发射区之间导通，防止器件发生闩锁，而无需为了防止闩锁而对体区进行重掺杂，或是控制对体区的注入工艺进行严格控制。并且，该缘栅双极型晶体管结构简单，电阻层无需额外引入构图工艺形成，因此有利于该缘栅双极型晶体管的推广和应用。具体地，所述栅极结构为多晶硅栅，所述电阻层包括多晶硅。由此，可较为简便地在形成多晶硅栅的同时，利用栅结构的材料形成电阻层。具体地，所述电阻层位于所述栅极结构以及所述发射区之间。由此，可进一步方便电阻层的设置。具体地，所述电阻层覆盖所述发射区的部分表面，并且覆盖所述基区与所述发射区相邻的部分。由此，可以较为有效地防止IGBT器件发生闩锁。具体地，该绝缘栅双极型晶体管进一步包括绝缘介质层，所述绝缘介质层覆盖所述栅极结构以及所述电阻层，并将所述栅极结构以及所述电阻层间隔开。由此，可进一步提高IGBT器件的性能。具体地，所述发射电极覆盖所述绝缘介质层，并与所述电阻层的侧壁相接触。由此，可进一步提高IGBT器件的性能。具体地，该绝缘栅双极型晶体管进一步包括集电极，所述集电极位于所述集电区远离所述漂移区的一侧。由此，可进一步提高IGBT器件的性能。具体地，该绝缘栅双极型晶体管进一步包括场终止层。由此，可进一步提高IGBT器件的性能，且可适当地减薄漂移区的厚度。具体地，所述电阻层的阻值，大于所述基区电阻的阻值。由此，可进一步提高IGBT器件的性能。在本技术的另一方面，本技术提出了一种电子设备。该电子设备包括前面所述的绝缘栅双极型晶体管。由此，该电子设备具有前面描述的绝缘栅双极型晶体管所具有的全部特征以及优点，在此不再赘述。附图说明本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1显示了目前的绝缘栅双极型晶体管的结构示意图；图2显示了图1所示出的绝缘栅双极型晶体管的等效电路图；图3显示了根据本技术一个实施例的绝缘栅双极型晶体管的结构示意图；图4显示了图2所示出的绝缘栅双极型晶体管的等效电路图；图5显示了制备根据本技术实施例的绝缘栅双极型晶体管的部分流程图；以及图6显示了制备根据本技术实施例的绝缘栅双极型晶体管的部分流程图。附图标记说明：800：集电区；100：漂移区；200：基区；300：发射区；400：栅极结构；410：栅极氧化层；420：多晶硅层；500’：多晶硅材料；500：电阻层；600：绝缘介质层；700：发射极；900：集电极；10：栅极氧化物；20：光刻胶。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。在本技术的一个方面，本技术提出了一种绝缘栅双极型晶体管(或称为IGBT)。参考图3，该绝缘栅双极型晶体管包括：集电区800、漂移区100和基区200，基区200在远离漂移区100的一侧具有发射区300，发射区300与位于基区200远离漂移区100的一侧栅极结构400相接触。栅极结构400以及发射电极700之间具有电阻层500，电阻层500与发射电极700、发射区300和基区200均接触，并与栅极结构400之间绝缘设置。由此，可利用电阻层500防止IGBT中双极晶体管的基区200和发射区300之间的PN结导通，从而可以防止器件发生闩锁，而无需为了防止闩锁而对体区进行重掺杂，或是控制对体区的注入工艺进行严格控制。并且，该缘栅双极型晶体管结构简单，电阻层无需额外引入构图工艺形成，因此有利于该缘栅双极型晶体管的推广和应用。为了方便理解，下面首先对根据本技术实施例的IGBT可实现防止闩锁的原理进行简单说明。参考图1以及图2，如前所述，IGBT器件可以看作是一个电压控制的双极性器件，相当于把MOSFET作为输入端，把双极晶体管作为输出端。下面以发射区300是N+重掺杂，基区200是P型掺杂，漂移区100是N-轻掺杂，集电区800是P型掺杂为例，说明图1中所示出的IGBT发生闩锁的原因：图2是IGBT器件的等效电路图，可以看作MOSFET驱动的宽基区PNP晶体管以及一个寄生的NPN晶体管。发射极700将IGBT的N+发射区300和P型基区200短接，相当于IGBT的发射极700与寄生NPN晶体管的发射极短路，晶体管电流经过P型基区200流至发射极700，会受到流经区域的P型基区200的电阻(Rw)影响，在寄生NPN晶体管的基极和发射极700之间形成电压降，若此压降超过发射结的内建电势，则NPN晶体管导通。由此导致IGBT器件发生闩锁，无法正常关断。虽然该问题可以通过引入重掺杂的体区，降低基区200的电阻Rw，但如前所述，该策略受到离子注入技术极限的限制，仍旧不能够较好的缓解IGBT器件发生闩锁。并且，该策略需要对离子注入进行严格的控制，因此也增加了制备工艺的难度和器件的生产成本。本技术的一个目的在于提出一种新型的IGBT结构，通过引入电阻层，缓解甚至解决双极晶体管导通而导致的器件发生闩锁的问题。该IGBT结构无需复杂的制备工艺即可实现，且可适用于多种不同的元胞结构。具体地，参考图3以及图4，本技术在与栅极结构400同层的位置处，增加电阻层500。发射极700将电阻层500与基区200短接，如图4所示出的等效电路图，相当于在发射区300与IGBT的发射极700之间形成一个电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种绝缘栅双极型晶体管，其特征在于，包括：集电区、漂移区和基区，所述漂移区靠近所述集电区，且所述基区位于所述漂移区远离所述集电区的一侧；发射区，所述发射区位于所述基区在远离所述漂移区的一侧；栅极结构，所述栅极结构位于所述基区远离所述漂移区的一侧，覆盖所述基区的部分表面且与所述发射区相接触；发射电极，所述发射电极位于所述栅极结构远离所述基区的一侧，且与所述栅极结构绝缘设置，并与所述基区相接触，电阻层，所述电阻层位于所述基区远离所述漂移区的一侧，所述电阻层与所述发射电极、所述发射区和所述基区接触，并与所述栅极结构之间绝缘设置。

【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：集电区、漂移区和基区，所述漂移区靠近所述集电区，且所述基区位于所述漂移区远离所述集电区的一侧；发射区，所述发射区位于所述基区在远离所述漂移区的一侧；栅极结构，所述栅极结构位于所述基区远离所述漂移区的一侧，覆盖所述基区的部分表面且与所述发射区相接触；发射电极，所述发射电极位于所述栅极结构远离所述基区的一侧，且与所述栅极结构绝缘设置，并与所述基区相接触，电阻层，所述电阻层位于所述基区远离所述漂移区的一侧，所述电阻层与所述发射电极、所述发射区和所述基区接触，并与所述栅极结构之间绝缘设置。2.根据权利要求1所述的绝缘栅双极型晶体管，其特征在于，所述栅极结构为多晶硅栅，所述电阻层包括多晶硅。3.根据权利要求1所述的绝缘栅双极型晶体管，其特征在于，所述电阻层位于所述栅极结构以及所述发射区之间。4.根据权利要求1-3任一项所述的绝...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦博，肖秀光，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，深圳比亚迪微电子有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44