[实用新型]注入增强型绝缘栅双极型晶体管

说明书

技术领域

本实用新型涉及功率半导体器件领域，主要是一种注入增强型绝缘栅双极型晶体管。 

背景技术

绝缘栅双极型晶体管广泛应用于电力电子行业的核心控制领域，沟槽栅是该类产品的核心技术之一，其主要目的可以实现更大的电流密度和更小的导通压降，从而减小器件尺寸并降低功耗。传统的绝缘栅双极型晶体管在制造正面结构时（沟槽栅一面），通常采用元胞区全覆盖的方式，该方式将导致器件在工作时空穴迅速溢出发射极，降低沟槽附近的区域载流子浓度较低，使得导通压降的降低受到限制。 

现有技术中对双极型晶体管结构也进行了改进，如专利号为CN200920192176.6，申请日为2009-08-31，名称为“绝缘栅双极型晶体管”的实用新型专利，其技术方案为：本实用新型绝缘栅双极型晶体管，其包括在N-衬底表面进行低浓度的N-离子注入形成的衬底，形成在衬底表面的栅极氧化层，淀积在栅极氧化层上的多晶硅栅极，形成在栅极氧化层与N-衬底之间的p+阱区及位于p+阱区与栅极氧化层之间的N+阱区，位于N-衬底下方的背面注入区，位于注入区下方的集电极及位于栅极氧化层上方的发射极，在栅极氧化层下方的N-型衬底上增加了一个浓P型阱区； 

再如专利申请号为CN201210333321.4，申请日为2012-09-11，名称为“一种集电极终端具有介质层的绝缘栅双极型晶体管”的发明专利，其技术方案为：一种集电极终端具有介质层的绝缘栅双极型晶体管，属于功率半导体器件和功率集成电路技术领域。本实用新型在传统的绝缘栅双极型晶体管结构的基础上，在器件终端集电极区域引入一层连续或不连续的介质层。

上述专利中， CN200920192176.6 的栅极为平面型， CN201210333321.4的创新在于背面，即在集电极的终端对应位置引入一层介质层，而正面结构（沟槽栅一面）仍然为传统结构，所以仍然存在导通过程中的载流子浓度较低的问题。      

实用新型内容

为解决现有的双极型晶体管的导通压降的降低受到限制，现在提出一种条纹状周期分离性元胞结构，发射极对应形成分离状，使得空穴在发射极未形成覆盖的区域发生积累效应，从而提高沟槽附近区域的载流子浓度的注入增强型绝缘栅双极型晶体管。 

一种注入增强型绝缘栅双极型晶体管，其特征在于：包括p型集电极，所述p型集电极上设置有载流子扩散层，在所述载流子扩散层上纵向设置有多根沟槽，所述载流子扩散层上横向设置有多排p型活性区和p型非活性区，p型活性区和p型非活性区构成p型基区，呈条纹状；每排p型活性区包括多个独立的p型活性区，多个p型活性区之间被所述沟槽隔开，每排p型非活性区包括多个独立的p型非活性区，多个p型非活性区之间被所述沟槽隔开；所述每个p型活性区上设置有n型发射极，所述n型发射极呈H型。 

所述每排p型活性区和p型非活性区间隔排布。 

各排p型活性区之间至少间隔了一排p型非活性区。 

所述n型发射极为重掺n型层。 

所述载流子扩散层为轻掺n型层。 

所述p型集电极和载流子扩散层之间设置有场截止层。 

所述场截止层为重掺n型层。 

所述每排p型活性区和p型非活性区的宽度为2um-20um，深度为2um-8um。 

所述沟槽长度方向与多排p型活性区和p型非活性区的长度方向垂直。 

所述沟槽包括有呈U型的薄层绝缘层，所述薄层绝缘层内为n型填充多晶硅。 

所述薄层绝缘层包括氧化硅和氮化硅。 

所述n型填充多晶硅内掺杂有磷或砷。 

所述沟槽的宽度为0.5um-2um，深度为2um-8um，相邻沟槽之间的间距为2um-8um。 

所述H型的发射极两侧边依靠有所述薄层绝缘层，所述两侧边的宽度分别为0.5um-3um，所述H型两侧边之间的宽度为0.5um-8um，所述H型的深度为0.1um-1um。 

所述p型活性区的掺杂杂质为硼，深度为2um-8um。 

所述p型非活性区的掺杂杂质为硼，深度为2um-8um。 

所述p型集电极的掺杂杂质为硼，深度为0.1um-2um。 

所述场截止层掺杂杂质包括磷、硒、质子、硫、砷或者缺陷掺杂，深度为2um-20um。 

所述轻掺n型区掺杂为磷或砷，采用气掺或中照硅片。 

所述p型活性区内设置有p型发射极。 

所述p型发射极为重掺p型层。