[发明专利]一种沟道型绝缘栅双极型晶体管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种沟道型绝缘栅双极型晶体管及其制造方法。

背景技术

Trench IGBT（Trench Insulated Gate Bipolar Transistor，沟道型绝缘栅双极型晶体管）的出现，与普通IGBT相比可靠性增强，减小寄生晶闸管效应。积累层控制的沟道型IGBT具有相比于常规IGBT具有更大的优势，其结构如图1所示，其中包括金属化阳极11、P型重掺杂区阳极12、N型轻掺杂衬底基区13、栅氧化层14、栅电极15、金属化阴极16、N型重掺杂区17、Pbody耐压区18。

现有Trench IGBT通过正面P型重掺杂与N型轻掺杂结的内建电场形成的电子势垒来控制器件的阻断，通过外加栅压形成积累层沟道来控制器件的正常工作，极大地减小了传统绝缘栅双极型晶体管结构中的寄生晶闸管效应，器件的安全工作区、可靠性和高温工作特性都得到大幅度的提升，与普通的IGBT相比可获得更低的导通压降，更大的饱和电流密度。同时，由于积累层的作用，使得发射极电子的注入效率大大增强，优化了N型轻掺杂基区中的载流子浓度分布，可实现导通压降和关断损耗之间更好的折衷。

虽然积累层沟道的存在降低了积累层沟道型IGBT的导通压降，但无法使积累层沟道型IGBT的导通压降降的更低。

发明内容

本发明提供了一种沟道型绝缘栅双极型晶体管及其制造方法，该沟道型绝缘栅双极型晶体管相对于现有的沟道型绝缘栅双极型晶体管，导通压降有所降低。

本发明提供的一种道型绝缘栅双极型晶体管Trench IGBT，所述Trench IGBT包括栅氧化层、Pbody耐压区、N型低掺杂衬底基区、金属化阴极和肖特基接触层；

所述肖特基接触层与栅氧化层、Pbody耐压区、N型低掺杂衬底基区和金属化阴极接触。

所述Pbody耐压区和金属化阴极之间不包括N型重掺杂区。

所述栅氧化层和Pbody耐压区不接触，栅氧化层和Pbody耐压区之间的沟道区填有N型低掺杂衬底基区。

所述肖特基接触层位于所述沟道区中。

本发明还提供了制造上述沟道型绝缘栅双极型晶体管Trench IGBT的方法，该方法包括：

在N型低掺杂衬底基区上形成Pbody耐压区和栅氧化层后，在栅氧化层和Pbody耐压区之间的N型低掺杂衬底基区上形成肖特基接触层，所述肖特基接触层与栅氧化层和Pbody耐压区接触；

在肖特基接触层上形成金属化阴极。

所述方法还包括：

在肖特基接触层上形成金属化阴极的同时在栅氧化层和Pbody耐压区形成金属化阴极。

所述在N型低掺杂衬底基区上形成Pbody耐压区和栅氧化层包括：

在N型低掺杂衬底基区上挖取槽型结构；

将Pbody耐压区和栅氧化层分别形成于N型低掺杂衬底基区上的至少两个不连通的槽中。

所述形成肖特基接触层的方法为在Pbody耐压区和栅氧化层之间的N型低掺杂衬底上形成肖特基孔。

本发明实施例提供的Trench IGBT，有肖特基接触层，所述肖特基接触层与栅氧化层和Pbody耐压区接触，且与N型低掺杂区和金属化阴极接触。肖特基势垒的引入，大幅度的降低了器件导通压降，并且由于肖特基接触层取代了之前与N型低掺杂区和金属化阴极接触的N型重掺杂区，给Trench IGBT提供电压时，降低了该区域的电子浓度，使得器件的饱和电流密度有所降低，短路安全工作区的性能得到显著提高。

附图说明

图1为现有Trench IGBT结构示意图；

图2为本发明Trench IGBT实施例结构示意图；

图3为本发明制作Trench IGBT的方法实施例流程图；

图4为本发明制作Trench IGBT形成沟道的实施例流程图；

图5为本发明制作Trench IGBT的具体方法实施例流程图。

具体实施方式

本发明提供的Trench IGBT与现有Trench IGBT相比，导通压降有了较大幅度的降低。

下面结合附图，对本发明实施例中的Trench IGBT结构进行说明。如图2所示，本实施例中的Trench IGBT包括：金属化阳极21、P型重掺杂区22、N型低掺杂衬底基区23、栅氧化层24、栅电极25、金属化阴极26、阴极金属肖特基接触层27以及Pbody耐压区28。