[发明专利]具有低门槛电压的SiC绝缘栅双极晶体管及其制造方法

权利要求书

1.一种具有低门槛电压的SiC绝缘栅双极晶体管，其特征在于：包括第一外延层(1)，第一外延层(1)之下设置有第二外延层(2)，第二外延层(2)之下设置有第三外延层(3)，第三外延层(3)之下设置有第四外延层(4)，第四外延层(4)包括多个尺寸相同的凸台；第四外延层(4)的凸台之间设置有集电区(5)，集电区(5)与第三外延层(3)下表面、第四外延层(4)侧壁及第四外延层(4)部分下表面接触；第四外延层(4)下表面以及集电区(5)下表面共同设置有集电极PAD(13)；

在第一外延层(1)上部中心设置有凸起的平台，该平台周围套装有阱区(6)，该阱区(6)上套装有源区(7)，阱区(6)和源区(7)周围设置有重掺杂区(8)；阱区(6)与第一外延层(1)上表面及平台侧壁接触；源区(7)与阱区(6)上表面及阱区(6)随平台突起的侧壁接触；源区(7)与阱区(6)的外侧面同时与重掺杂区(8)接触；第一外延层(1)平台上表面、阱区(6)突起的上表面以及源区(7)部分上表面共同设置有栅氧化层(9)；栅氧化层(9)上表面覆盖有多晶硅栅(10)；多晶硅栅(10)上表面及侧壁以及栅氧化层(9)侧壁共同覆盖有场氧(11)；重掺杂区(8)上表面、源区(7)部分上表面、场氧(11)上表面及侧壁共同覆盖有发射极PAD(12)。

2.根据权利要求1所述的具有低门槛电压的SiC绝缘栅双极晶体管，其特征在于：所述的第一外延层(1)的材料为n型4H-SiC，厚度为5.0μm，杂质浓度为1.0×10¹⁵cm^-3；第二外延层(2)的材料为n型4H-SiC，厚度为155.0μm，杂质浓度为2.0×10¹⁴cm^-3；第三外延层(3)的材料为n型4H-SiC，厚度为2.0μm，杂质浓度为5.0×10¹⁶cm^-3；第四外延层(4)的材料为n型4H-SiC，厚度为2.0μm，杂质浓度为2.0×10¹⁴cm^-3；集电区(5)的材料为p型NiO，厚度为2.2μm，杂质浓度为2.0×10¹⁸cm^-3。

3.根据权利要求1所述的具有低门槛电压的SiC绝缘栅双极晶体管，其特征在于：所述的凸台宽0.5μm，每个凸台的侧壁为平面，各凸台呈条形、环形、渐开线性、圆形、正四边形、正六边形或正八边形中的一种或多种的组合。

4.根据权利要求1所述的具有低门槛电压的SiC绝缘栅双极晶体管，其特征在于：所述的阱区(6)的材料为p型4H-SiC，阱区(6)的结深为0.8μm，杂质浓度为5.0×10¹⁷cm^-3；源区(7)的材料为n型4H-SiC，结深为0.3μm，杂质浓度为1.0×10¹⁸cm^-3；重掺杂区(8)的材料为p型4H-SiC，结深为0.8μm，杂质浓度为5.0×10¹⁸cm^-3；栅氧化层(9)的材料为SiO₂，厚度为50nm；多晶硅栅(10)的材料为多晶硅，厚度为500nm；场氧(11)的材料为SiO2，厚度为500nm；集电极PAD(13)的材料为Ni、Ti、Ag的组合，厚度为200nm；发射极PAD(12)的材料为Ni、Ti、Al的组合。