[发明专利]一种绝缘栅双极型晶体管

说明书

技术领域：

本发明涉及一种晶体管，尤其涉及一种绝缘栅双极型晶体管。

背景技术：

半导体功率器件正在日新月异地向前发展着。近年来，继晶闸管、双向晶闸管、可关断晶闸管、巨型晶体管等功率器件之后，又出现一类新的成员绝缘栅双极晶体管(IGBT)及MOS控制晶闸管(MCT)。这类新型的功率器件具有较为容易的电压控制、很强的电流处理能力和良好的高频工作特征。随着这类器件的断态电压耐量不断提高、通态电流容量的增大，在范围广泛的应用领域中，必将逐步替代早期的功率器件而成为主宰力量。

通态压降及耐压值是衡量绝缘栅双极晶体管性能的重要参数，然而如何在不损失通态压降的情况即在不改变IGBT低功耗特性的情况下提高其耐压值是目前急需解决的问题。

发明内容：

为克服现有技术的上述缺陷，本发明绝缘栅双极型晶体管，通过在栅极氧化层下方的N-型衬底上增加了一个浓P型阱区，实现了在不损失绝缘栅双极型晶体管通态压降的情况提高了其耐压值。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

一种绝缘栅双极型晶体管，其包括在N-衬底表面进行低浓度的N-离子注入形成的衬底，形成在衬底表面的栅极氧化层，淀积在栅极氧化层上的多晶硅栅极，形成在栅极氧化层与N-衬底之间的p+阱区及位于p+阱区与栅极氧化层之间的N+阱区，位于N-衬底下方的背面注入区，位于注入区下方的集电极及位于栅极氧化层上方的发射极，所述多晶硅栅极为非连续的两部分，在栅极氧化层下方的N-型衬底上增加了一个浓P型阱区。

本发明绝缘栅双极型晶体管与现有技术相比，具有如下有益效果：通过在栅极氧化层下方的N-型衬底上增加了一个浓P型阱区，实现了在不损失绝缘栅双极型晶体管通态压降的情况提高了其耐压值。

附图说明：

图1是本发明第一实施例截面图。

图2是本发明第二实施例截面图。

图3是本发明IGBT与传统IGBT正向导通时集电极电流(纵轴)电压(横轴)曲线对比图。

图4是本发明IGBT与传统IGBT反向关断时集电极电流(纵轴)电压(横轴)曲线对比图。

具体实施方式：

以下结合附图对本发明绝缘栅双极型晶体管作进一步描述。

第一实施例：请参照图1、图3及图4，一种绝缘栅双极型晶体管，其包括在N-衬底表面进行低浓度的N-离子注入形成的衬底，形成在衬底表面的栅极氧化层2，淀积在栅极氧化层上的多晶硅栅极1，形成在栅极氧化层与N-衬底之间的p+阱区3及位于p+阱区与栅极氧化层之间的N+阱区4，位于N-衬底下方的背面注入区5，位于注入区下方的集电极7及位于栅极氧化层上方的发射极6，所述多晶硅栅极为非连续的两部分，在栅极氧化层下方的N-型衬底上增加了一个浓P型阱区8，多晶硅栅极之间的间隙小于p阱区的横向宽度。

所述浓P型阱区8位于栅极氧化层正中央下方，其由高浓度的p+离子注入形成在多晶硅光刻后的多晶硅栅下方的衬底内，所述p+阱区3由高浓度的p+离子注入形成在多晶光刻后的光刻区域内，接着进行扩散，随后在光刻区进行浓N+离子注入形成N+阱区。N+阱区形成后接着再进行扩散；随后进行引线孔光刻及正面蒸镀金属膜形成发射极。

接着再进行衬底背面研磨使圆片背面减薄进而进行高浓度p+离子注入形成注入区，最后在背面蒸镀金属膜形成集电极。

图3中A为传统IGBT正向导通时集电极电流(纵轴)电压(横轴)曲线图，B为本发明IGBT正向导通时集电极电流(纵轴)电压(横轴)曲线图。由图3可知，正向导通时集电极电流为0.00003A对应的集电极电压即为通态压降Vce(on)，图中两曲线对比可以看出两种结构的通态压降Vce(on)差异小于3％基本可以忽略。也就是证明了在相同器件尺寸的条件下本发明结构的IGBT结构相比传统的IGBT结构在正向通态压降Vce(on)方面几乎没有变化。

图4中A1为传统IGBT反向关断时集电极电流(纵轴)电压(横轴)曲线图，B1为本发明IGBT反向关断时集电极电流(纵轴)电压(横轴)曲线图，由图中可知，反向关断时集电极电流为3e-10A所对应的集电极电压即为器件的击穿电压或耐压，由图中两曲线对比可以看出本发明的IGBT结构提高了10％以上的器件反向击穿电压。