[发明专利]一种绝缘栅双极型晶体管及其制备方法

说明书

一种绝缘栅双极型晶体管及其制备方法，绝缘栅双极型晶体管包括：半导体层，半导体层包括漂移区和位于漂移区顶部的阱区；栅极结构，栅极结构贯穿阱区且延伸至漂移区中，栅极结构具有相对的第一侧和第二侧；发射掺杂区，位于栅极结构的第一侧的阱区中部分顶部区域且与栅极结构邻接，发射掺杂区的导电类型和阱区的导电类型相反；所述栅极结构的第二侧的部分阱区中的凹槽；位于凹槽底部阱区中的欧姆接触区，欧姆接触区与栅极结构的第二侧的部分侧壁接触，欧姆接触区的导电类型和阱区的导电类型相同。绝缘栅双极型晶体管在保证阈值电压较小的同时能增强抗栓锁效应的能力。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种绝缘栅双极型晶体管及其制备方法。

背景技术

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)又称作绝缘栅双极型晶体管，是目前最具代表性的电力电子器件。绝缘栅双极型晶体管是由双极型三极管(BJT)和绝缘栅型场效应管(MOSFET)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件。IGBT同时集成了功率MOS器件的电压控制开关、工作频率高与驱动控制电路简单的优点和双极晶体管双极导电的优点，具有高输入阻抗和低导通压降，因此绝缘栅双极型晶体管作为一种重要的开关器件被广泛应用在各种开关电路结构中，如绝缘栅双极型晶体管应用在变频器和逆变器等电路结构中。

然而，现有的绝缘栅双极型晶体管无法兼顾阈值电压较小且增强抗栓锁效应的能力。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的绝缘栅双极型晶体管无法兼顾阈值电压较小且增强抗栓锁效应的能力问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种绝缘栅双极型晶体管，包括：半导体层，所述半导体层包括漂移区和位于漂移区顶部的阱区，所述漂移区的导电类型与所述阱区的导电类型相反；栅极结构，所述栅极结构贯穿阱区且延伸至漂移区中，所述栅极结构具有相对的第一侧和第二侧；发射掺杂区，位于所述栅极结构的第一侧的阱区中部分顶部区域且与所述栅极结构邻接，所述发射掺杂区的导电类型和阱区的导电类型相反；位于所述栅极结构的第二侧的部分阱区中的凹槽；位于所述凹槽底部阱区中的欧姆接触区，所述欧姆接触区与所述栅极结构的第二侧的部分侧壁接触，所述欧姆接触区的导电类型和所述阱区的导电类型相同。

可选的，所述凹槽的深度大于所述发射掺杂区的纵向尺寸，所述发射掺杂区至所述欧姆接触区的纵向距离大于零。

可选的，所述凹槽的深度与所述发射掺杂区的纵向尺寸之差为0.2um～3.0um。

可选的，所述欧姆接触区的横向尺寸为所述发射掺杂区的横向尺寸的1.5倍～3倍。

可选的，所述半导体层还包括：缓冲层，位于所述漂移区背向所述阱区的一侧表面，所述缓冲层的导电类型和所述漂移区的导电类型相同；集电极层，位于缓冲层背向所述漂移区的一侧表面，所述集电极层的导电类型和所述漂移区的导电类型相反。

本发明还提供一种绝缘栅双极型晶体管的制备方法，包括：提供半导体层；在所述半导体层中形成漂移区、阱区和栅极结构，所述阱区位于漂移区的顶部，所述漂移区的导电类型与所述阱区的导电类型相反，所述栅极结构贯穿阱区且延伸至漂移区中，所述栅极结构具有相对的第一侧和第二侧；在所述栅极结构的第一侧的阱区中部分顶部区域中形成与所述栅极结构邻接的发射掺杂区，所述发射掺杂区的导电类型和阱区的导电类型相反；在所述栅极结构的第二侧的部分阱区中形成凹槽；在所述凹槽底部的阱区中形成欧姆接触区，所述欧姆接触区与所述栅极结构的第二侧的部分侧壁接触，所述欧姆接触区的导电类型和所述阱区的导电类型相同。

可选的，形成所述凹槽和所述发射掺杂区的步骤包括：在栅极结构两侧的所述阱区的顶部区域中形成初始发射掺杂区；刻蚀栅极结构的第二侧的部分初始发射掺杂区和初始发射掺杂区底部的部分阱区，以在所述栅极结构的第二侧的部分阱区中形成凹槽，位于所述凹槽一侧侧部且与栅极结构的第一侧的侧壁接触的初始发射掺杂区构成发射掺杂区。