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【技术实现步骤摘要】
本申请涉及半导体,特别是涉及一种绝缘栅双极性晶体管及其制备方法、电子设备。
技术介绍
1、随着半导体技术的发展,绝缘栅双极性晶体管(insulated gate bipolartransistor,igbt)由于其具有输入阻抗高、导通压降低以及开关速度快的优点而得到广泛应用。
2、但应用于高压大电流的工作场景时, igbt管需要长时间工作在高压环境中,这就对igbt管的耐压性提出了较高的要求。传统的igbt管存在易被击穿的问题。
技术实现思路
1、基于此,有必要针对igbt管易被击穿的问题提供一种绝缘栅双极性晶体管及其制备方法、电子设备。
2、第一方面,本申请提供了一种绝缘栅双极性晶体管,包括:
3、第一导电类型的衬底;
4、多个栅极结构,间隔设置在所述第一导电类型的衬底内,所述栅极结构包括栅氧化层、第一半导体掺杂层和第二半导体掺杂层,所述第一半导体掺杂层设置在所述第二半导体掺杂层上,所述栅氧化层设置在所述第一半导体掺杂层的侧壁、所述第二半导体掺杂层的底部和侧壁,所述第一半导体掺杂层具有第一导电类型,所述第二半导体掺杂层具有第二导电类型,所述第一导电类型和所述第二导电类型相反。
5、在其中一个实施例中,所述绝缘栅双极性晶体管还包括:
6、第二导电类型的体区,位于所述第一导电类型的衬底上,环绕所述第一半导体掺杂层设置;
7、其中,在垂直于所述衬底的方向上,所述体区的深度小于所述第一半导体掺杂层的深度。
8、在其中一个实施例中,所述绝缘栅双极性晶体管还包括:
9、第一导电类型的有源区,位于所述体区上,环绕所述栅极结构设置。
10、在其中一个实施例中,所述第一导电类型为n型,所述第二导电类型为p型。
11、在其中一个实施例中,还包括:
12、第二导电类型的集电极层,位于所述衬底远离所述栅极结构的一侧表面。
13、第二方面,本申请还提供了一种绝缘栅双极性晶体管的制备方法,所述方法包括:
14、提供第一导电类型的衬底;
15、于所述衬底内形成多个间隔排布的沟槽结构;
16、于所述沟槽结构的底部和侧壁形成栅氧化层;
17、于所述栅氧化层远离所述沟槽结构的一侧形成第二半导体掺杂层,所述第二半导体掺杂层的顶部高度小于所述沟槽结构的顶部高度;所述第二半导体掺杂层具有第二导电类型,所述第一导电类型和所述第二导电类型相反;
18、于所述第二半导体掺杂层上形成第一半导体掺杂层,所述第一半导体掺杂层具有第一导电类型;所述栅氧化层、所述第一半导体掺杂层和所述第二半导体掺杂层构成栅极结构。
19、在其中一个实施例中,所述方法还包括:
20、于所述衬底内进行第二导电类型的离子注入,形成体区;在垂直于所述衬底的方向上,所述体区的深度小于所述第一半导体掺杂层的深度。
21、在其中一个实施例中,所述方法还包括:
22、于位于所述体区上方的衬底内进行第一导电类型的离子注入,形成有源区。
23、在其中一个实施例中,所述方法还包括:
24、于所述衬底的背面形成第二导电类型的集电极层。
25、第三方面,本申请还提供了一种电子设备,包括上述任一实施例提供的绝缘栅双极性晶体管。
26、上述绝缘栅双极性晶体管及其制备方法、电子设备中,绝缘栅双极性晶体管包括第一导电类型的衬底和多个栅极结构。多个栅极结构间隔设置在衬底内,每一栅极结构包括栅氧化层、第一导电类型的第一半导体掺杂层和第二导电类型的第二半导体掺杂层,其中,第一半导体掺杂层设置在第二半导体掺杂层上,栅氧化层设置在第一半导体掺杂层的侧壁、第二半导体掺杂层的底部和侧壁。本申请的igbt管中,第二半导体掺杂层与第一半导体掺杂层结合形成反向的pn结,在栅氧化层底部被击穿后,该反向的pn结可以承受反向电压,避免第一半导体掺杂层与衬底短路,igbt管失效的情况的发生,提高了igbt管的反向电压承受能力,提高了igbt管的耐压等级。
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1.一种绝缘栅双极性晶体管,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的绝缘栅双极性晶体管,其特征在于,所述绝缘栅双极性晶体管还包括:
3.根据权利要求2所述的绝缘栅双极性晶体管,其特征在于,所述绝缘栅双极性晶体管还包括:
4.根据权利要求1所述的绝缘栅双极性晶体管,其特征在于,所述第一导电类型为N型,所述第二导电类型为P型。
5.根据权利要求1所述的绝缘栅双极性晶体管,其特征在于,还包括:
6.一种绝缘栅双极性晶体管的制备方法,其特征在于,所述方法包括:
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
9.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
10.一种电子设备,其特征在于,包括如权利要求1-5任一项所述的绝缘栅双极性晶体管。
【技术特征摘要】
1.一种绝缘栅双极性晶体管,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的绝缘栅双极性晶体管,其特征在于,所述绝缘栅双极性晶体管还包括:
3.根据权利要求2所述的绝缘栅双极性晶体管,其特征在于,所述绝缘栅双极性晶体管还包括:
4.根据权利要求1所述的绝缘栅双极性晶体管,其特征在于,所述第一导电类型为n型,所述第二导电类型为p型。
5.根据权利要求1所述的绝缘栅双极性晶体...
【专利技术属性】
技术研发人员:张涛,李娜,
申请(专利权)人:格兰菲智能科技股份有限公司,
类型:发明
国别省市:
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