[发明专利]一种高效率平面式绝缘栅双极型晶体管IGBT

说明书

技术领域

一种高效率平面式绝缘栅双极型晶体管IGBT，属于半导体器件制造技术领域。

背景技术

传统N型平面式IGBT的外延层有两层如图2所示，第一层外延缓冲层为缓冲层（Buffer Layer），掺杂比较浓，阻止反向高压时空乏区扩充至重掺P型衬底P⁺Substrate。第二层外延漂移层为漂移区域（Drift region）掺杂浓度低，主要功能是支持反向高压。所以在平面IGBT 制程中通道RJ部位的电阻较高，导通电流时IGBT整体的饱和电压VCE_sat较高，因而导通时的效率较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种能够有效地降低饱和电压VCE_sat，增加正向通电的效率的一种高效率平面式绝缘栅双极型晶体管IGBT。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该一种高效率平面式绝缘栅双极型晶体管IGBT，包括主体P+Substrate、在主体P+Substrate上方的第一层外延缓冲层、在第一层外延缓冲层上方的第二层外延漂移层、通道RJ，其特征在于：在第二层外延漂移层上方增设包含通道RJ的第三层外延层。

外延层掺杂浓度为第一层外延缓冲层浓度为2×10¹⁵-2×10¹⁶个最浓，第二层外延漂移层浓度为2×10¹³-2×10¹⁴个最淡，第三层外延层浓度为2×10¹⁴-1×10¹⁵个浓度介于第一层外延缓冲层与第二层外延漂移层之间。

本发明是在第二层外延漂移层上增加第三层外延层，其第三层外延层掺杂浓度要高于第二层外延漂移层小于第一层外延缓冲层，这样就可降低通道RJ部分的电阻,导通电流时IGBT整体的饱和电压VCE_（sat）会减小，因而提升导通时的效率。

因为第三层外延层掺杂的浓度比第二层外延漂移层掺杂的浓度高，在正向导通时，可以提高在P型区P-body/N-EPI区域中的电洞（空穴）、hole及电子Electronic载子Carrier的浓度，因而有效降低漂移区Drift region的电阻，增强导电的功能，降低饱和电压VCE_（sat）增加正向通电的效率。

与现有技术相比，本发明的一种高效率平面式绝缘栅双极型晶体管IGBT的有益效果是：

1、采用三层外延技术，有效地降低饱和电压VCE_（sat）增加正向通电的效率10—30%；

2、上述描述的P通道平面式IGBT的说明，可以把P与N互换，则可适用在N通道平面式IGBT的结构而达到与P-IGBT相应的效果；

3、本发明亦适用于其它高压元件相类似的架构。

附图说明

图1是三层外延层的穿通型平面IGBT结构示意图。

图2是现有技术二层外延层的穿通型平面IGBT结构示意图。

其中：1、主体P+Substrate   2、第一层外延缓冲层   3、第二层外延漂移层  4、通道RJ   5、第三层外延层。

具体实施方式

图1是本发明的最佳实施例。下面结合附图1对本发明的一种高效率平面式绝缘栅双极型晶体管IGBT做进一步描述。

本高效率平面式绝缘栅双极型晶体管IGBT，由主体P+Substrate 1、第一层外延缓冲层2、第二层外延漂移层3、通道RJ 4和第三层外延层5组成。主体P+Substrate 1为重掺P型衬底，自下而上为：最下层为主体P+Substrate 1、在主体P+Substrate 1上方为第一层外延缓冲层2、在第一层外延缓冲层2上方的第二层外延漂移层3、通道RJ4和第三层外延层5。

外延层掺杂浓度为第一层外延缓冲层2浓度为2×10¹⁵-2×10¹⁶个最浓，第二层外延漂移层3浓度为2×10¹³-2×10¹⁴个最淡，第三层外延层5浓度为2×10¹⁴-1×10¹⁵个浓度介于第一层外延缓冲层2与第二层外延漂移层3之间。