一种碳化硅绝缘栅双极型晶体管及其制作方法技术

本发明专利技术提供一种碳化硅绝缘栅双极型晶体管及其制作方法，属于半导体功率器件技术领域。本发明专利技术器件包括自下而上设置的金属集电极、衬底、缓冲层、漂移区、电荷储存区、栅极结构、层间介质层和金属发射极，存在两个凹槽，其间形成P型电位调制区。在反向阻断时，P+屏蔽区通过P型电位调制区与发射极连接，有利于屏蔽凹槽底部电场强度，提升了器件的可靠性；同时关断状态下，P型电位调制区可以提供额外空穴抽取路径，减小关断损耗；正向导通时，两个多晶硅栅耗尽P型电位调制区，使得P+屏蔽区处于浮空电位，从而抑制空穴被发射极收集，增强电导调制效应，提升了器件正向导通能力。制作工艺与现有半导体制作工艺相兼容，节约了器件制造成本。成本。成本。

【技术实现步骤摘要】
一种碳化硅绝缘栅双极型晶体管及其制作方法


[0001]本专利技术属于半导体功率器件
，具体涉及一种碳化硅绝缘栅双极型晶体管及其制作方法。

技术介绍

[0002]近年来，碳化硅(Silicon Carbide,SiC)作为宽禁带半导体材料，因其出色的物理及电特性，越来越受到产业界的广泛关注。碳化硅(SiC)在禁带宽度、临界击穿电场强度、电子饱和漂移速度、以及热导率方面都具有传统硅材料无法比拟的优势，尤其适用于高压、高频、大功率
碳化硅基功率器件由于降低了电子设备的功耗而被称为“绿色能源”器件，在绿色节能领域开始越来越多的替代硅基功率器件，推动了“新能源革命”的发展。碳化硅器件的主要市场应用包括智能电网、电动/混动汽车、风力发电、轨道交通等。
[0003]碳化硅绝缘栅双极型晶体管(SiC IGBT)是一种MOS电压控制与双极晶体管相结合的复合器件。作为两种载流子导电器件，相比单极型器件具有更高的电流导通能力。沟槽型IGBT相比于平面型IGBT，能在不增加关断损耗的前提下，大幅度地降低导通压降。沟槽型SiC IGBT器件中P+屏本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳化硅绝缘栅双极型晶体管，其特征在于，其元胞结构包括自下而上依次层叠设置的金属集电极(15)、第一导电类型碳化硅衬底(1)、第二导电类型碳化硅缓冲层(2)、第二导电类型碳化硅漂移区(3)、第二导电类型碳化硅电荷储存区(4)、栅介质层(11)、多晶硅栅(12)、层间介质层(13)和金属发射极(14)；在第二导电类型碳化硅电荷储存区(4)的表面具有两个凹槽，两个凹槽之间形成第一导电类型碳化硅电位调制区(6)，第一导电类型碳化硅电位调制区(6)上方是和第一导电类型碳化硅电位调制区(6)接触的第一导电类型碳化硅体接触区(7)，两个凹槽底部分别设置有第一导电类型碳化硅屏蔽区(9)；所述两个凹槽远离第一导电类型碳化硅电位调制区(6)的两侧分别具有一个第一导电类型碳化硅体区(5)，每个第一导电类型碳化硅体区(5)中具有彼此接触的第一导电类型碳化硅体接触区(7)和第二导电类型碳化硅源区(8)；每个第一导电类型碳化硅体区(5)中的第一导电类型碳化硅体接触区(7)及部分第二导电类型碳化硅源区(8)的上表面设置有欧姆合金层(10)；凹槽底部表面及其槽壁表面设置有与第一导电类型碳化硅屏蔽区(9)、第二导电类型碳化硅电荷储存区(4)、第一导电类型碳化硅体区(5)、第一导电类型碳化硅体接触区(7)、第二导电类型碳化硅源区(8)和第一导电类型碳化硅电位调制区(6)相接触的栅介质层(11)，栅介质层(11)内部是多晶硅栅(12)，栅介质层(11)和多晶硅栅(12)构成栅极结构；金属发射极(14)设置在欧姆合金层(10)上方且与之相接触，且金属发射极(14)与栅极结构之间通过层间介质层(13)相隔离。2.根据权利要求1所述的一种碳化硅绝缘栅双极型晶体管，其特征在于：第一导电类型碳化硅为P型碳化硅，第二导电类型碳化硅为N型碳化硅。3.根据权利要求1所述的一种碳化硅绝缘栅双极型晶体管，其特征在于：第一导电类型碳化硅为N型碳化硅，第二导电类型碳化硅为P型碳化硅。4.权利要求1至3任意一项所述的一种碳化硅绝缘栅双极型晶体管的制作方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓小川，成志杰，郭国强，李旭，孙燕，李轩，张波，
申请(专利权)人：电子科技大学广东电子信息工程研究院，
类型：发明
国别省市：