一种门控晶体管的制造方法及门控晶体管技术

本发明专利技术涉及一种门控晶体管的制造方法，包括如下步骤：采用

【技术实现步骤摘要】
一种门控晶体管的制造方法及门控晶体管


[0001]本专利技术涉及晶体管
，尤其是一种门控晶体管的制造方法及门控晶体管
。

技术介绍

[0002]目前在
IGBT
基础上发展而成的新一代大功率器件
‑
电子注入增强门极晶体管
(injection enhanced gate transistor
，缩写为
IEGT)
已进入实用阶段
。IEGT
的额定容量达到
4.5kV/3kA。
它具有通态压降低
、
门极驱动电流小
、
功率密度大
、
开关损耗小
、
速度快等诸多优点
。
可以预见，它将像
IGCT
一样在大功率变流器等领域中获得广泛应用
。IEGT
是在
IGBT
基础上发展而来，从图1可见，
IEGT
门极宽度
Lg
较大，
IEGT
的导通过程：对管子正向偏置
(
即集电极
、
门极加正电压
,
发射极接地
)
，当
U
GS
加到某一临界值时，靠近
SiO2附近的
P
型层表面形成与原来半导体导电性相反的一层，即
N
沟道，它使发射极和集电极之间有了一条电子通道
。
这样，电子从发射极发射，通过
N+
层
、N
沟道，进入
N
‑
基区
,
同时空穴也从集电极发射到
P
基区中，由于
N
‑
层电子浓度不大
,
部分空穴通过此处的
PN
结，也进入到
N
‑
基区中，空穴沿电场方向移动
。
其中只有一小部分直接到达
P+
层并最终进入发射极，多数空穴则是到达对面靠近门极的地方，并且在那里堆积起来如图1中的积累层，而这里的空穴积累对于从
N
‑
隧道中出来的电子有吸引作用
,
因此电子发射被增强了，这样
N
‑
基区中的电子浓度就得到了提高，这也就是
IEGT
的名称中电子增强注入的含义
。
上述过程不断进行，最终达到动态平衡，
N
‑
基区中充满了电子，导通过程完成
。
[0003]IEGT
的关断过程：在门极加上负的电压，
P+
基区中的
N
沟道就消失了
,
电子流的通道被切断
,
发射极的电子发射就停止了，
N
‑
基区中电子浓度随之迅速下降
。
在
N
‑
基区中的电子和此处的空穴复合消失，因此空穴浓度也大幅度下降，
P+
基区和
N
‑
基区间的
PN
结就得到了恢复的机会，此时空穴流通途径被阻断，
N
‑
基区中的载流子一部分进入发射极或集电极
,
另外一部分则在
N
‑
基区中复合，当载流子浓度降低到一定程度时，关断过程就完成了
。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是：提供一种门控晶体管的制造方法及门控晶体管，制造的门控晶体管实现电子增强注入
。
[0005]本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种门控晶体管的制造方法，包括如下步骤：
[0006]采用
FZ
‑
n(100)
制作
n
‑
漂移区；
[0007]在
n
‑
漂移区上沉积
0.3
‑
0.7
μ
m
的第一氧化物层；所述第一氧化物层为
SiO2层；
[0008]采用
CMD
化学干法刻蚀使得第一氧化物层中部去除形成凹槽，第一氧化物层分离形成左氧化物层
、
右氧化物层；
[0009]第一氧化物层上沉积
n
型多晶硅形成
n
区，所述
n
区的底部中部形成置于凹槽的凸起；
[0010]在对应于左氧化物层
、
右氧化物层的位置离子注入和热退火形成
p
区与
n+
区；左氧
化物层上方的
p
区与
n
‑
漂移区形成隔离，右氧化物层上方的
p
区与
n
‑
漂移区形成隔离
。
[0011]优选的，所述的一种门控晶体管的制造方法还包括如下步骤：
[0012]形成第二氧化物层，第二氧化物层覆盖于
n
区
、p
区与
n+
区；
[0013]形成门极，所述门极的侧边缘对应于所述
n+
区上方；
[0014]第二氧化物层上沉积
BPSG
硼磷硅玻璃层以覆盖所述门极；
[0015]BPSG
硼磷硅玻璃层上打开接触孔以制作
n+
区引出的发射极；
[0016]所述
n
‑
漂移区下方形成
p
‑
区作为集电极，或者，所述
n
‑
漂移区下方形成
N
缓冲区，
N
缓冲区下方形成
p
‑
区作为集电极
。
[0017]优选的，所述的一种门控晶体管的制造方法还包括如下步骤：在所述
n
区的底部中部形成的凸起的底部注入鳞离子以形成空穴阻挡层
。
[0018]第二方面，一种门控晶体管，采用上述的门控晶体管的制造方法制作形成
。
[0019]优选的，所述的门控晶体管包括
n
‑
漂移区，
n
‑
漂移区上形成第一氧化物层，所述第一氧化物层中部去除形成凹槽使得形成左氧化物层
、
右氧化物层，所述第一氧化物层上具有
n
区，所述
n
区的底部中部形成置于凹槽的凸起，对应于左氧化物层
、
右氧化物层的位置形成
p
区，在
p
区上方局部形成
n+
区，左氧化物层上方的
p
区与
n
‑
漂移区形成隔离，右氧化物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种门控晶体管的制造方法，其特征在于：包括如下步骤：采用
FZ
‑
n(100)
制作
n
‑
漂移区；在
n
‑
漂移区上沉积
0.3
‑
0.7
μ
m
的第一氧化物层；所述第一氧化物层为
SiO2层；采用
CMD
化学干法刻蚀使得第一氧化物层中部去除形成凹槽，第一氧化物层分离形成左氧化物层
、
右氧化物层；第一氧化物层上沉积
n
型多晶硅形成
n
区，所述
n
区的底部中部形成置于凹槽的凸起；在对应于左氧化物层
、
右氧化物层的位置离子注入和热退火形成
p
区与
n+
区；左氧化物层上方的
p
区与
n
‑
漂移区形成隔离，右氧化物层上方的
p
区与
n
‑
漂移区形成隔离
。2.
根据权利要求1所述的一种门控晶体管的制造方法，其特征在于：还包括如下步骤：形成第二氧化物层，第二氧化物层覆盖于
n
区
、p
区与
n+
区；形成门极，所述门极的侧边缘对应于所述
n+
区上方；第二氧化物层上沉积
BPSG
硼磷硅玻璃层以覆盖所述门极；
BPSG
硼磷硅玻璃层上打开接触孔以制作
n+
区引出的发射极；所述
n
‑
漂移区下方形成
p
‑
区作为集电极，或者，所述
n
‑
漂移区下方形成
N
缓冲区，
N
缓冲区下方形...

【专利技术属性】
技术研发人员：田意，金仲文，邓小娟，
申请(专利权)人：上海鲲程电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：