[实用新型]绝缘栅双极晶体管及IPM模块

说明书

本实用新型公开一种绝缘栅双极晶体管及IPM模块，该绝缘栅双极晶体管包括:半导体衬底；形成在半导体衬底第一表面的有源区；有源区包括沟槽栅极区；沟槽栅极包括自半导体衬底的第一表面开设的沟槽、覆盖在沟槽的内壁面的栅极氧化层、填充于沟槽中的多晶层和自第一表面覆盖于多晶层顶部的绝缘层，栅极氧化层的厚度为0.15‑0.2um。本实用新型实现了在缩短绝缘栅双极晶体管的开/关时间，同时保证绝缘栅双极晶体管有较优的导通压降，具有较好的导通压降和开关时间之间的折中关系。

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，特别涉及一种绝缘栅双极晶体管及IPM模块。

背景技术

绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，简称IGBT)是由双极三极管(BJT)和绝缘栅型场效应管(MOSFET)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET器件的高输入阻抗和电力晶体管(即巨型晶体管，简称GTR)的低导通压降两方面的优点，由于IGBT具有驱动功率小而饱和压降低的优点，目前IGBT作为一种新型的电力电子器件被广泛应用到各个领域。

绝缘栅双极晶体管的性能可分为动态特性和静态特征。动态特性主要体现在IGBT的开关时间上，开关时间越短，则IGBT的开关功耗越小，IGBT动态特性越好。静态特性主要体现在IGBT的导通压降上，导通压降越低，则IGBT的导通功耗越低，IGBT的静态特性越好。

而绝缘栅双极晶体管的栅极氧化层的厚度很大程度上决定了的导通压降和开关特性。因此，如何在不增加器件的开/关时间的同时降低导通压降，或在不增加器件的导通压降的同时降低器件开/关成为研究人员的努力方向。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种绝缘栅双极晶体管及IPM模块，旨在缩短绝缘栅双极晶体管的开/关时间，同时保证绝缘栅双极晶体管有较优的导通压降，具有较好的导通压降和开关时间之间的折中关系。

为实现上述目的，本实用新型提出一种绝缘栅双极晶体管，包括:

半导体衬底；

形成在所述半导体衬底第一表面的有源区；

所述有源区包括沟槽栅极区；所述沟槽栅极区包括自所述半导体衬底的第一表面开设的沟槽、覆盖在所述沟槽的内壁面的栅极氧化层、填充于所述沟槽中的多晶层和自所述第一表面覆盖于所述多晶层的顶部绝缘层，所述栅极氧化层的厚度为0.15-0.2um。

优选地，所述绝缘层的厚度为0.9-1.1um。

优选地，覆盖于所述沟槽底部的所述栅极氧化层的厚度大于覆盖于沟槽内周壁的所述栅极氧化层的厚度。

优选地，覆盖于所述沟槽内周壁上的所述栅极氧化层厚度为0.15-0.2um。

优选地，覆盖于沟槽底部的所述栅极氧化层厚度为0.15-1.2um。

优选地，所述沟槽的宽度为1.5-2um；

优选地，所述沟槽的深度为5-6um。

优选地，所述沟槽的数量为多个，多个所述沟槽之间的间距为5-6um。

优选地，所述半导体衬底还包括与所述第一表面相对设置的第二表面；所述绝缘栅双极晶体管还包括形成在所述第一表面的漂移区，以及形成在所述第二表面的集电极区；所述有源区还包括阱区以及发射极区，所述阱区的掺杂浓度小于或等于4*1016/cm-3；所述发射极区的掺杂浓度大于或等于5*1019/cm-3；所述集电极区的掺杂浓度小于或等于8*1017/cm-3。