[发明专利]一种绝缘栅双极晶体管及其制备方法

权利要求书

1.一种绝缘栅双极晶体管，包括自下而上依次设置的金属化集电极(10)、第二导电类型半导体集电区(9)、第一导电类型半导体缓冲层(8)和第一导电类型半导体漂移区(7)；第一导电类型半导体漂移区(7)的顶层设置有沟槽栅结构；沟槽栅结构包括第一栅电极(1)和设置在第一栅电极(1)侧壁和底壁的第一栅介质层(2)；沟槽栅结构的两侧设置有第二导电类型半导体基区(6)；第二导电类型半导体基区(6)的顶层设置与沟槽栅结构接触的第一导电类型半导体发射区(3)；其特征在于：第一导电类型半导体发射区(3)的上表面设置有第一金属电极(4)；第二导电类型半导体基区(6)的上表面设置有第二金属电极(5)，且第二导电类型半导体基区(6)与第二金属化电极(5)形成肖特基接触；第二导电类型半导体基区(6)的下方设置有第二导电类型半导体埋层一(11)，第二导电类型半导体埋层一(11)将第二导电类型半导体基区(6)和第一导电类型半导体漂移区(7)分隔且向沟槽栅结构一侧延伸以包裹沟槽栅结构底部拐角；第二导电类型半导体埋层一(11)的掺杂浓度不大于第二导电类型半导体基区(6)的掺杂浓度；第一栅电极(1)连接栅电位，第一金属电极(4)和第二金属电极(5)均连接发射极电位，金属化集电极(10)连接集电极电位。

2.根据权利要求1所述的一种绝缘栅双极晶体管，其特征在于：所述第二导电类型半导体基区(6)的下方还具有与第二导电类型半导体埋层一(11)并排设置的第二导电类型半导体埋层二(13)，且第二导电类型半导体埋层二(13)远离沟槽栅结构一侧设置；第二导电类型半导体埋层二(13)的掺杂浓度大于第二导电类型半导体埋层一(11)的掺杂浓度。

3.根据权利要求1所述的一种绝缘栅双极晶体管，其特征在于：所述第二金属化电极(5)向下延伸形成沟槽型第二金属化电极(5)，使得第二金属化电极(5)的侧面和底面均与第二导电类型半导体基区(6)形成肖特基接触；而设置在沟槽型第二金属化电极(5)上方的第一金属化电极(4)与第一导电类型半导体发射区(3)形成欧姆接触。

4.根据权利要求1所述的一种绝缘栅双极晶体管，其特征在于：本发明中第二栅电极(14)的内部还设置有与第二栅电极(14)掺杂类型相反的第三栅电极(16)以形成PN结；所述第三栅电极(16)的上表面设置有第三金属化电极(17)，第一金属电极(4)和第三金属化电极(17)连接发射极电位，第二金属化电极(5)的电位浮空。

5.根据权利要求1所述的一种绝缘栅双极晶体管，其特征在于：所述器件顶层相对第二导电类型半导体埋层一(11)的另一侧设置有沿器件纵向剖面呈现“L”型延伸至沟槽栅结构底部下方区域的第二导电类型半导体shield层(18)；所述第二导电类型半导体shield层(18)的掺杂浓度不小于第二导电类型半导体基区(6)的掺杂浓度；所述第二导电类型半导体shield层(18)的深度不小于第二导电类型半导体埋层一(11)的深度；所述第二导电类型半导体shield层(18)的电位浮空。

6.根据权利要求1所述的一种绝缘栅双极晶体管，其特征在于：所述沟槽栅结构中还设置有第四栅电极(20)，所述第四栅电极(20)靠近第二导电类型半导体shield层(18)一侧设置；所述第四栅电极(20)连接发射极电位，第二导电类型半导体shield层(18)。

7.根据权利要求6所述的一种绝缘栅双极晶体管，其特征在于：第二导电类型半导体shield层(18)替换为第二导电类型半导体埋层三(111)、设置在第二导电类型半导体埋层三(111)上表面的第二导电类型半导体基区(61)以及设置在第二导电类型半导体基区(61)的上表面的第一导电类型半导体发射区(31)；所述第二导电类型半导体发射区(31)的电位浮空。