[发明专利]一种整体型碳化硅达林顿管及其制作方法

说明书

本发明公开了一种整体型碳化硅达林顿管及其制作方法，属于微电子技术领域。可以解决现有的碳化硅达林顿管存在驱动管电流处置能力较小，且制作工艺复杂，导致成本比较高的问题。包括：N+发射区，设置在基区上表面，包括呈倾斜槽型的器件沟槽，呈垂直槽型的器件隔离区和呈垂直槽型的发射区台面；基极P+注入区，设置在发射区台面下表面，且位于基区内；器件沟槽设置在N+发射区，且延伸至N‑集电区上部；器件隔离区设置在N+发射区，且延伸至N‑集电区上部；隔离区注入层，设置在所述器件隔离区底部上表面。

技术领域

本发明属于微电子技术领域，涉及半导体器件，特别是一种整体型碳化硅达林顿管及其制作方法。

背景技术

随着电力电子技术的快速发展，大功率半导体器件的需求越来越显著。由于材料的限制，传统的硅器件特性已经到达它的理论极限，碳化硅是最近十几年来迅速发展起来的宽禁带半导体材料，它具有宽禁带、高热导率、高载流子饱和迁移率、高功率密度等优点，能够适用于大功率、高温及抗辐照等应用领域。其中，基于氧化层的MOSFET(英文为：Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，中文简称：半导体场效应晶体管)的开关器件的电流处置能力较小，同时不适合高温环境(200-350℃)的应用。

碳化硅双极型晶体管属于常关的双极型载流子器件，它避开了碳化硅MOSFET遇到的栅氧问题，理论工作温度能达到500℃以上。同时，和其他开关器件相比，其制作工艺比较成熟。已在开关稳压电源、电能转换、汽车电子以及功率放大器等方面取得了广泛的应用。

然而，碳化硅双极型晶体管的研制仍然存在很多问题。作为电流驱动开关器件，为了减少驱动电路的功率损耗，提高BJTs的电流增益很重要。在过去十年里，已经报道了一些增加电流增益的方法：例如双基极外延层，薄的基区结构，DLP热氧化以及超结晶体管。然而，双基极结构需要额外的外延生长和精密的刻蚀工艺，薄基区结构可能会导致低的击穿电压。因此，没有一个实际的新型结构可以同时提高器件性能并且易于制造。

综上所述，现有的碳化硅达林顿管存在驱动管电流处置能力较小，且制作工艺复杂，导致成本比较高的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在的问题，提出一种整体型碳化硅达林顿管及其制作方法，以提高驱动管电流增益，同时使得工艺简单，降低成本。

本发明实施例提供一种整体型高压碳化硅达林顿管，包括：

N+衬底；

N+缓冲层，设置在所述N+衬底上表面；

N-集电区，设置在所述N+缓冲层上表面；

基区，设置在所述N-集电区上表面；

N+发射区，设置在所述基区上表面，包括呈倾斜槽型的器件沟槽，呈垂直槽型的器件隔离区和呈垂直槽型的发射区台面；

基极P+注入区，设置在所述发射区台面下表面，且位于所述基区内；

所述器件沟槽设置在所述N+发射区，且延伸至所述N-集电区上部；

所述器件隔离区设置在所述N+发射区，且延伸至所述N-集电区上部；

隔离区注入层，设置在所述器件隔离区底部上表面；

氧化层，覆盖在所述器件沟槽上表面；

基极接触金属，设置在所述基极P+注入区上表面，且位于所述发射区台面内；

发射极接触金属，设置在所述N+发射区上表面，且在覆盖在所述氧化层上表面；

集电极，位于所述N+衬底下表面。