[发明专利]具有宽带隙半导体材料/硅半导体材料异质结的绝缘栅双极晶体管及其制作方法有效
| 申请号： | 201711436188.4 | 申请日： | 2017-12-26 |
| 公开（公告）号： | CN108598159B | 公开（公告）日： | 2021-01-01 |
| 发明（设计）人： | 段宝兴;孙李诚;吕建梅;杨鑫;杨银堂 | 申请（专利权）人： | 西安电子科技大学 |
| 主分类号： | H01L29/739 | 分类号： | H01L29/739;H01L21/336 |
| 代理公司： | 西安智邦专利商标代理有限公司 61211 | 代理人： | 胡乐 |
| 地址： | 710071*** | 国省代码： | 陕西;61 |
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| 摘要： | 本发明提出了一种具有宽带隙半导体材料/硅半导体材料异质结的绝缘栅双极晶体管(IGBT)及其制作方法，该异质结IGBT器件主要是将宽带隙材料与硅材料相结合形成异质结，先在宽带隙半导体材料P+型衬底上外延生长形成掺杂浓度较高的N+型宽带隙半导体材料缓冲层，进而在N+型宽禁带缓冲层上形成掺杂浓度较低的N型宽带隙半导体材料外延层，再以该N型宽带隙半导体外延层为基础利用晶体键合技术与N型硅半导体层结合，采用硅成熟工艺形成IGBT器件的有源区。本发明能够显著提高IGBT的击穿电压，改善器件性能。 | ||
| 搜索关键词： | 具有 宽带 半导体材料 异质结 绝缘 双极晶体管 及其 制作方法 | ||
【主权项】：
1.具有宽带隙半导体材料/硅半导体材料异质结的绝缘栅双极晶体管，其特征在于，包括：宽带隙半导体材料的P+型衬底(801)；在所述P+型衬底(801)上表面外延生长形成的宽带隙半导体材料的N+型缓冲层，记为N+型宽带隙缓冲层(802)；在所述N+型宽带隙缓冲层(802)上表面外延生长形成宽带隙半导体材料的N型外延层，记为N型宽带隙外延层(803)；在所述N型宽带隙外延层(803)上表面利用晶体键合技术结合硅材料的N型键合层，记为N型硅键合层(804)；分别在所述N型硅键合层(804)上部的左、右两端区域形成两处P型基区(107)；每一处P型基区(107)中形成沟道以及N+型源区(106)和P+沟道衬底接触(105)，其中N+型源区(106)与沟道邻接，P+沟道衬底接触(105)相对于N+型源区(106)位于沟道远端；所述P型基区(107)的纵向边界延伸入宽带隙N型外延层(803)内，即P型基区(107)与N型宽带隙外延层(803)形成的PN结位于N型宽带隙外延层(803)内，沟道仍位于N型硅键合层(804)中；栅氧化层(102)，位于两处P型基区(107)之间以及部分N+型源区(106)和相应沟道的上表面，中部覆盖N型硅键合层(804)的上表面；栅极(103)，位于栅氧化层内部；两处源极(101、104)，覆盖相应的P+沟道衬底接触(105)与N+型源区(106)相接区域的上表面，两处源极(101、104)共接；漏极(108)，位于所述P+型衬底(801)的下表面；所述N型宽带隙外延层(803)的厚度和掺杂浓度由器件的耐压要求决定，N型宽带隙外延层(803)的掺杂浓度低于N+型宽带隙缓冲层(802)和P+型衬底(801)的掺杂浓度。
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