一种绝缘栅双极型晶体管制造技术

本实用新型专利技术公开了一种绝缘栅双极型晶体管，包括栅极、发射极、集电极、四个N+区、两个P区、偏移区、缓冲区、注入区，所述偏移区、缓冲区、注入区由上至下依次叠放，两个P区嵌入偏移区上侧，两个P区之间形成第一隔离区间，栅极设置在两个P区之间；每两个N+区嵌入一个P区上侧，设置在同一个P区中的两个N+区隔离形成第二隔离区间并且在第二隔离区间设置发射极；所述集电极设置在注入区下侧；所述晶体管还包括N沟道外延片，所述N沟道外延片设置在第二隔离区间；所述N沟道外延片靠近P区的一侧表面有角锥体。本实用新型专利技术使得沟道在形成过程中改变了沟道形成的速度，这样一方面缩短了沟道形成的时间，另一方面也使得沟道在形成过程中电导率的均匀性。

An insulated gate bipolar transistor

The utility model discloses an insulated gate bipolar transistor includes a gate electrode, an emitter, collector, four N+, two P region area, region, offset buffer, injection area, the migration area, buffer, injection stacked from top to bottom, the upper two P offset embedded area. The first isolation region is formed between the two P region, the gate is arranged between two P; two N+ embedded in every area of a P side, set two N+ isolated in the same P region in the formation of second isolation and set the emitter in the second isolation; the collector is arranged in the injection the lower zone; the transistor also includes N channels extending, the N channels wafer set isolation in the range of second; one side surface of the wafer N channels near the P are pyramid. The utility model enables the channel to change the speed of the channel formation during the formation process, so as to shorten the time of the channel formation, and on the other hand, make the conductivity uniformity of the channel during the formation process.

【技术实现步骤摘要】
一种绝缘栅双极型晶体管
本技术涉及电子器件，具体涉及一种绝缘栅双极型晶体管。
技术介绍
绝缘栅双极型晶体管是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。现有绝缘栅双极型晶体管受到其外延层结构的限制，其电阻率均匀性较差，这对绝缘栅双极型晶体管的性能造成较大的影响。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是现有绝缘栅双极型晶体管受到其外延层结构的限制，其电阻率均匀性较差，目的在于提供一种绝缘栅双极型晶体管，提高电阻率均匀性能。本技术通过下述技术方案实现：一种绝缘栅双极型晶体管，包括栅极、发射极、集电极、四个N+区、两个P区、偏移区、缓冲区、注入区，所述偏移区、缓冲区、注入区由上至下依次叠放，两个P区嵌入偏移区上侧，两个P区之间形成第一隔离区间，栅极设置在两个P区之间；每两个N+区嵌入一个P区上侧，设置在同一个P区中的两个N+区隔离形成第二隔离区间并且在第二隔离区间设置发射极；所述集电极设置在注入区下侧；所述晶体管还包括N沟道外延片，所述N沟道外延片设置在第二隔离区间；所述N沟道外延片靠近P区的一侧表面有角锥体。在外延生长过程中，外延层上会出现许多缺陷，有位错、堆垛层错、沉淀物、异物和氧化引起的缺陷等。从广义上讲，缺陷也包括氧、碳、重金属等杂质以及原子空位和填隙原子等点缺陷。这些缺陷的存在有的会直接影响半导体的性能。外延层中各种缺陷不但与衬底质量、衬底表面情况有关，而且也与外延生长过程本身有着密切的关系。外延层中常见的缺陷就包括了角锥体、圆锥体。角锥体是一种存在于外延层表面的椎体型小尖峰，多起于外延层和衬底交界面。绝缘栅双极型晶体管的开通与关断由栅极电压控制，栅极上加正向电压时MOSFET内部形成沟道，使IGBT高阻断态转入低阻通态。在栅极加上反向电压后，MOSFET的导电沟道消除，PNP型晶体管的基极电流被切断，IGBT关断。而MOSFET内部形成的沟道是由一端到另一端、由薄增厚，电阻率的均匀性就会产生影响，而形成沟道的移动电子是在两个N+区电场的驱使之下形成的，另一侧则是N沟道外延片，传统技术中外延片上有角锥体是不合格的产品，而本技术通过实验偶然发现，当N沟道外延片靠近P区的一侧表面有角锥体时，能够微调两个N+区的电场，使得沟道在形成过程中改变了沟道形成的速度，当沟道中一端开始形成的过程中，具有角锥体下侧的N沟道路径上的移动电子移动的更快，这样一方面缩短了沟道形成的时间，另一方面也使得沟道在形成过程中电导率的均匀性。进一步地，所述角锥体高度范围在2μm-3μm。但是经过后续实验发现，角锥体的高度范围在2μm-3μm才能避免角锥体产生传统技术上一般意义的负面效果。进一步地，N沟道外延片上的角锥体数量在5个及其以下。进一步地，所述角锥体为椎体型小尖峰。角锥体有尖峰能够更好的影响磁场。进一步地，在P区下侧并且在偏移区内部设置有三个偏移区外延片；三个偏移区外延片一一对应的竖直设于两个第二隔离区间以及第一隔离区间下方。外延片本来的作用是为了降低导通压降与功耗，有时是为了隔离的需要。本技术设置的偏移区外延片是为了在N+区之间的沟道形成的瞬间对偏移区的移动电荷进行导向控制，提高IGBT的电阻率均匀性。本技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：本技术中，当N沟道外延片靠近P区的一侧表面有角锥体时，能够微调两个N+区的电场，使得沟道在形成过程中改变了沟道形成的速度，当沟道中一端开始形成的过程中，具有角锥体下侧的N沟道路径上的移动电子移动的更快，这样一方面缩短了沟道形成的时间，另一方面也使得沟道在形成过程中电导率的均匀性。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本技术实施例的限定。在附图中：图1为本技术结构示意图。附图中标记及对应的零部件名称：1-栅极，2-发射极，3-集电极，4-N+区，5-P区，6-偏移区，7-缓冲区，8-注入区，9-N沟道外延片，10-偏移区外延片。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本技术作进一步的详细说明，本技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本技术，并不作为对本技术的限定。实施例如图1所示，一种绝缘栅双极型晶体管，包括栅极1、发射极2、集电极3、四个N+区4、两个P区5、偏移区6、缓冲区7、注入区8，其中，偏移区6、缓冲区7、注入区8由上至下依次叠放，两个P区5嵌入偏移区6上侧，两个P区5之间形成第一隔离区间，栅极1设置在两个P区5之间。每两个N+区4嵌入一个P区5上侧，设置在同一个P区5中的两个N+区4隔离形成第二隔离区间并且在第二隔离区间设置发射极2，集电极3设置在注入区8下侧。本实施例的晶体管还包括N沟道外延片9，N沟道外延片9设置在第二隔离区间。本实施例的N沟道外延片9靠近P区的一侧表面有角锥体，角锥体为椎体型小尖峰，角锥体高度范围在3μm，本实施例中角锥体数量在5个及其以下。在P区5下侧并且在偏移区6内部设置有三个偏移区外延片10，本实施例的偏移区外延片10为无角锥体的、无缺陷的外延片。三个偏移区外延片10一一对应的竖直设于两个第二隔离区间和第一隔离区间下方，即第一隔离区间下方设有一个偏移区外延片10，每个第二隔离区间下方均设有一个偏移区外延片10。以上所述的具体实施方式，对本技术的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本技术的具体实施方式而已，并不用于限定本技术的保护范围，凡在本技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种绝缘栅双极型晶体管，包括栅极(1)、发射极(2)、集电极(3)、四个N+区(4)、两个P区(5)、偏移区(6)、缓冲区(7)、注入区(8)，所述偏移区(6)、缓冲区(7)、注入区(8)由上至下依次叠放，两个P区(5)嵌入偏移区(6)上侧，两个P区(5)之间形成第一隔离区间，栅极(1)设置在两个P区(5)之间；每两个N+区(4)嵌入一个P区(5)上侧，设置在同一个P区(5)中的两个N+区(4)隔离形成第二隔离区间并且在第二隔离区间设置发射极(2)；所述集电极(3)设置在注入区(8)下侧；其特征在于，还包括N沟道外延片(9)，所述N沟道外延片(9)设置在第二隔离区间；所述N沟道外延片(9)靠近P区的一侧表面有角锥体。

【技术特征摘要】
1.一种绝缘栅双极型晶体管，包括栅极(1)、发射极(2)、集电极(3)、四个N+区(4)、两个P区(5)、偏移区(6)、缓冲区(7)、注入区(8)，所述偏移区(6)、缓冲区(7)、注入区(8)由上至下依次叠放，两个P区(5)嵌入偏移区(6)上侧，两个P区(5)之间形成第一隔离区间，栅极(1)设置在两个P区(5)之间；每两个N+区(4)嵌入一个P区(5)上侧，设置在同一个P区(5)中的两个N+区(4)隔离形成第二隔离区间并且在第二隔离区间设置发射极(2)；所述集电极(3)设置在注入区(8)下侧；其特征在于，还包括N沟道外延片(9)，所述N沟道外延片(9)设置在第二隔...

【专利技术属性】
技术研发人员：王作义，康宏，马洪文，胡宝平，陈小铎，崔永明，卞小玉，
申请(专利权)人：四川广瑞半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51