[发明专利]一种绝缘栅双极晶体管及其制作方法

说明书

本发明公开了一种绝缘栅双极晶体管及其制作方法，通过在第一常规沟槽和第二常规沟槽之间的发射极金属电极下方设置一辅助沟槽栅(即辅助沟槽、辅助栅层和其对应的栅氧化层的结构)，以为绝缘栅双极晶体管关断时提供载流子通路，不仅提高了绝缘栅双极晶体管的关断速度，而且提升了绝缘栅双极晶体管的反偏安全工作区特性，提高了绝缘栅双极晶体管的性能。

技术领域

本发明涉及IGBT(Insulted Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)技术领域，更为具体的说，涉及一种绝缘栅双极晶体管及其制作方法。

背景技术

绝缘栅双极型晶体管具有通态压降低、电流容量大、输入阻抗高、响应速度快和控制简单等特点，被广泛应用于工业、信息、新能源、医学、交通等领域。

参考图1所示，为现有的一种沟槽栅型IGBT芯片的结构示意图，现有的沟槽栅IGBT芯片的元胞中，包括有两个常规沟槽栅1，两个常规沟槽栅之间包括有相对设置的源极区2和发射极金属电极3，其中，发射极金属电极3延伸至P-基区。现有的沟槽栅型IGBT芯片的关断速度慢，影响其性能。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种绝缘栅双极晶体管，通过在第一常规沟槽和第二常规沟槽之间的发射极金属电极下方设置一辅助沟槽栅，以为绝缘栅双极晶体管关断时提供载流子通路，不仅提高了绝缘栅双极晶体管的关断速度，而且提升了绝缘栅双极晶体管的反偏安全工作区特性，提高了绝缘栅双极晶体管的性能。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种绝缘栅双极晶体管，包括至少一个元胞，所述元胞包括：

漂移区；

位于所述漂移区一表面上的基区；

位于所述基区背离所述漂移区一侧的第一常规沟槽、第二常规沟槽和辅助沟槽，所述辅助沟槽位于所述第一常规沟槽和第二常规沟槽之间，所述第一常规沟槽、第二常规沟槽和辅助沟槽均延伸至所述漂移区，所述第一常规沟槽内设置有第一常规栅层，所述第二常规沟槽内设置有第二常规栅层，所述辅助沟槽内设置有辅助栅层，且所述第一常规沟槽的内壁与所述第一常规栅层之间、所述第二常规沟槽的内壁所述第二常规栅层之间和所述辅助沟槽的内壁与所述辅助栅层之间均设置有一第一栅氧化层；

位于所述第一常规沟槽和第二常规沟槽之间、且位于所述辅助栅层背离所述漂移区一侧的发射极金属电极和辅助栅层引出电极，所述发射极金属电极延伸至所述基区，且所述发射极金属电极与所述辅助栅层之间设置有辅助栅氧化层；

以及，位于所述第一常规沟槽和发射极金属电极之间、且位于所述基区背离所述漂移区一侧的第一源极区，和位于所述第二常规沟槽和发射极金属电极之间、且位于所述基区背离所述漂移区一侧的第二源极区，所述辅助沟槽与所述第一源极区和第二源极区均无接触区域。

优选的，所述绝缘栅双极晶体管还包括：

位于所述基区背离所述漂移区一侧、且位于所述第一常规沟槽背离所述辅助沟槽一侧的至少一个第一虚沟槽；

所述第一虚沟槽内设置有第一虚栅层；

所述第一虚沟槽的内壁与所述第一虚栅层之间设置有第二栅氧化层。

优选的，所述绝缘栅双极晶体管还包括：

位于所述基区背离所述漂移区一侧、且位于所述第二常规沟槽背离所述辅助沟槽一侧的至少一个第二虚沟槽；

所述第二虚沟槽内设置有第二虚栅层；

所述第二虚沟槽的内壁与所述第二虚栅层之间设置有第三栅氧化层。

优选的，所述绝缘栅双极晶体管还包括：

位于所述基区与所述漂移区之间的阱区。