一种沟道型绝缘栅双极型晶体管及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种沟道型绝缘栅双极型晶体管（Trench?IGBT）和制作该Trench?IGBT的方法，该Trench?IGBT中采用了肖特基接触结构，降低了自身的导通压降。本发明专利技术提供的Trench?IGBT为：Trench?IGBT包括栅氧化层、Pbody耐压区、N型低掺杂衬底基区、金属化阴极和肖特基接触层；所述肖特基接触层位于栅氧化层和Pbody耐压区之间，并且与N型低掺杂衬底基区和金属化阴极接触。制作该Trench?IGBT的方法包括：在N型低掺杂衬底基区上形成Pbody耐压区和栅氧化层后，在栅氧化层和Pbody耐压区之间的N型低掺杂衬底基区上形成肖特基接触层；在肖特基接触层上形成金属化阴极。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种沟道型绝缘栅双极型晶体管（Trench?IGBT）和制作该Trench?IGBT的方法，该Trench?IGBT中采用了肖特基接触结构，降低了自身的导通压降。本专利技术提供的Trench?IGBT为：Trench?IGBT包括栅氧化层、Pbody耐压区、N型低掺杂衬底基区、金属化阴极和肖特基接触层；所述肖特基接触层位于栅氧化层和Pbody耐压区之间，并且与N型低掺杂衬底基区和金属化阴极接触。制作该Trench?IGBT的方法包括：在N型低掺杂衬底基区上形成Pbody耐压区和栅氧化层后，在栅氧化层和Pbody耐压区之间的N型低掺杂衬底基区上形成肖特基接触层；在肖特基接触层上形成金属化阴极。【专利说明】
本专利技术涉及电子
，尤其涉及。
技术介绍
Trench IGBT (Trench Insulated Gate Bipolar Transistor,沟道型绝缘栅双极型晶体管)的出现，与普通IGBT相比可靠性增强，减小寄生晶闸管效应。积累层控制的沟道型IGBT具有相比于常规IGBT具有更大的优势，其结构如图1所示，其中包括金属化阳极IUP型重掺杂区阳极12、N型轻掺杂衬底基区13、栅氧化层14、栅电极15、金属化阴极16、N型重掺杂区17、Pbody耐压区18。现有Trench IGBT通过正面P型重掺杂与N型轻掺杂结的内建电场形成的电子势垒来控制器件的阻断，通过外加栅压形成积累层沟道来控制器件的正常工作，极大地减小了传统绝缘栅双极型晶体管结构中的寄生晶闸管效应，器件的安全工作区、可靠性和高温工作特性都得到大幅度的提升，与普通的IGBT相比可获得更低的导通压降，更大的饱和电流密度。同时，由于积累层的作用，使得发射极电子的注入效率大大增强，优化了 N型轻掺杂基区中的载流子浓度分布，可实现导通压降和关断损耗之间更好的折衷。虽然积累层沟道的存在降低了积累层沟道型IGBT的导通压降，但无法使积累层沟道型IGBT的导通压降降的更低。
技术实现思路
本专利技术提供了，该沟道型绝缘栅双极型晶体管相对于现有的沟道型绝缘栅双极型晶体管，导通压降有所降低。本专利技术提供的一种道型绝缘栅双极型晶体管Trench IGBT，所述Trench IGBT包括栅氧化层、Pbody耐压区、N型低掺杂衬底基区、金属化阴极和肖特基接触层；所述肖特基接触层与栅氧化层、Pbody耐压区、N型低掺杂衬底基区和金属化阴极接触。所述Pbody耐压区和金属化阴极之间不包括N型重掺杂区。所述栅氧化层和Pbody耐压区不接触，栅氧化层和Pbody耐压区之间的沟道区填有N型低掺杂衬底基区。所述肖特基接触层位于所述沟道区中。本专利技术还提供了制造上述沟道型绝缘栅双极型晶体管Trench IGBT的方法，该方法包括:在N型低掺杂衬底基区上形成Pbody耐压区和栅氧化层后，在栅氧化层和Pbody耐压区之间的N型低掺杂衬底基区上形成肖特基接触层，所述肖特基接触层与栅氧化层和Pbody耐压区接触；在肖特基接触层上形成金属化阴极。所述方法还包括:在肖特基接触层上形成金属化阴极的同时在栅氧化层和Pbody耐压区形成金属化阴极。所述在N型低掺杂衬底基区上形成Pbody耐压区和栅氧化层包括:在N型低掺杂衬底基区上挖取槽型结构；将Pbody耐压区和栅氧化层分别形成于N型低掺杂衬底基区上的至少两个不连通的槽中。所述形成肖特基接触层的方法为在Pbody耐压区和栅氧化层之间的N型低掺杂衬底上形成肖特基孔。本专利技术实施例提供的Trench IGBT，有肖特基接触层，所述肖特基接触层与栅氧化层和Pbody耐压区接触，且与N型低掺杂区和金属化阴极接触。肖特基势垒的引入，大幅度的降低了器件导通压降，并且由于肖特基接触层取代了之前与N型低掺杂区和金属化阴极接触的N型重掺杂区，给Trench IGBT提供电压时，降低了该区域的电子浓度，使得器件的饱和电流密度有所降低，短路安全工作区的性能得到显著提高。【专利附图】【附图说明】图1为现有Trench IGBT结构示意图；图2为本专利技术Trench IGBT实施例结构示意图；图3为本专利技术制作Trench IGBT的方法实施例流程图；图4为本专利技术制作Trench IGBT形成沟道的实施例流程图；图5为本专利技术制作Trench IGBT的具体方法实施例流程图。【具体实施方式】本专利技术提供的Trench IGBT与现有Trench IGBT相比，导通压降有了较大幅度的降低。下面结合附图，对本专利技术实施例中的Trench IGBT结构进行说明。如图2所示，本实施例中的Trench IGBT包括:金属化阳极21、P型重掺杂区22、N型低掺杂衬底基区23、栅氧化层24、栅电极25、金属化阴极26、阴极金属肖特基接触层27以及Pbody耐压区28。其中，P型重掺杂区22与金属化阳极21接触，N型低掺杂衬底基区23与P型重掺杂区22接触，栅氧化层24与N型低掺杂衬底基区23接触，栅电极25与栅氧化层24接触，Pbody耐压区28与N型低掺杂衬底基区23接触，肖特基接触层27与栅氧化层24和Pbody耐压区28接触，与N型低掺杂衬底基区23和金属化阴极26也接触。栅氧化层24的材质可以为二氧化硅，栅电极25的材质为多晶硅。N型低掺杂衬底基区23和P型重掺杂区22以及Pbody耐压区28的材质应为半导体，可以为硅，也可以用碳化硅、砷化镓、磷化铟或者锗化硅等半导体代替。如图2所示的Trench IGBT,从下往上依次为金属化阳极21、P型重掺杂区22、N型低掺杂衬底基区23。在N型低掺杂衬底基区23上方还有栅氧化层24和Pbody耐压区28，而栅氧化层24包裹栅电极25。栅氧化层24和Pbody耐压区28之间呈沟道状，沟道中填有N型低掺杂衬底。本实施例中的金属化阳极21、P型重掺杂区22和N型低掺杂衬底基区23之间采用平面接触，而Pbody耐压区28和栅氧化层24之间形成沟道。当本实施例中的Trench IGBT工作时，与金属化阴极和N型低掺杂衬底基区之间是N型重掺杂区的其他Trench IGBT中相比，原位于金属化阴极26和N型低掺杂衬底基区23之间的N型重掺杂区被肖特基接触所代替。金属化阴极和N型低掺杂衬底基区之间是N型重掺杂区的其他Trench IGBT工作时的导通压降由几个部分组成，其中有两个部分是最重要的，一是N型低掺杂衬底基区的压降部分，二是沟道的压降部分。本实施例中的Trench IGBT，用肖特基接触取代了 N型重掺杂区，也就是这个从下到上的类似二极管的结构的导通压降，只是PN结的导通压降变成了肖特基导通压降，而肖特基接触导通压降比普通PN结导通压降低至少0.2伏以上，故导通压降整体下降，N型低掺杂衬底区域的压降部分二者是相同的，所以总体下降。并且，由于Pbody耐压区未和沟道接触，低耐压工作时沟道浓度比Pbody和沟道接触时的浓度要高，因此降低了沟道的压降。综上所述，本实施例中的Trench IGBT的导通压降比其他的TrenchIGBT的导通压降有所降低，适合需要更低导通压降的情形。并且，本实施例中的Trench IGBT由于使用了肖特基接触使得自身的导通压降有所降低，因此在金属化阴极和N型低掺杂衬底基区之间是N型重掺杂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种沟道型绝缘栅双极型晶体管Trench?IGBT，其特征在于，所述Trench?IGBT包括栅氧化层、Pbody耐压区、N型低掺杂衬底基区、金属化阴极和肖特基接触层；所述肖特基接触层与栅氧化层、Pbody耐压区、N型低掺杂衬底基区和金属化阴极接触。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：方伟，
申请(专利权)人：北大方正集团有限公司，深圳方正微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：