[发明专利]绝缘栅双极晶体管及其制造方法

权利要求书

1.一种绝缘栅双极晶体管，其特征在于，包括：

半导体层，具有相对的第一表面以及第二表面，所述第一表面和所述第二表面平行于由相互垂直的第一方向和第二方向界定的平面；

所述半导体层包括自第二表面向第一表面的延伸方向上依次堆叠的P型集电区、N型场截止层、N型漂移区、P型基区以及发射区，所述发射区包括P型发射区与N型发射区，所述P型发射区与所述N型发射区相邻；

多个沟槽，位于所述半导体层内，沿所述半导体层的厚度方向延伸，所述厚度方向为自所述第一表面向所述第二表面的延伸方向，所述厚度方向与所述第一方向和所述第二方向均垂直；

栅极结构，位于所述多个沟槽中，所述栅极结构包括栅介质层和栅多晶；

栅极，与所述栅多晶电连接；

发射极，与所述发射区电连接；

集电极，与所述P型集电区电连接；

所述绝缘栅双极晶体管包括电流引导区和电流扩展区，所述电流扩展区中沟槽的底部周围设置有P型掺杂区；

以及所述P型掺杂区与所述P型基区之间被沟槽隔断的N型掺杂区；

其中，所述电流引导区中沟槽的底部周围不设置P型掺杂区且所述电流扩展区具有位于沟槽的一侧或两侧的发射区；

所述绝缘栅双极晶体管的栅极接高电位，当所述高电位大于绝缘栅双极晶体管的阈值电压时，所述电流引导区的电子从所述N型发射区经所述N型漂移区流至所述P型集电区，所述电流引导区的空穴从所述P型集电区经所述N型漂移区流至所述P型发射区，大量电子-空穴在所述N型漂移区内复合，形成电流引导区电流，所述电流引导区导通，所述电流引导区中还存在部分没有与所述电流引导区的电子复合完的空穴流至所述电流扩展区的P型掺杂区，随着流经所述电流扩展区的P型掺杂区的空穴电流不断增加，所述电流扩展区逐渐导通，从而所述绝缘栅双极晶体管完全导通。

2.根据权利要求1所述的绝缘栅双极晶体管，其特征在于，所述电流引导区包括：

第一场效应晶体管，所述绝缘栅双极晶体管的发射极为所述第一场效应晶体管的源极，所述绝缘栅双极晶体管的N型发射区为所述第一场效应晶体管的源区，所述绝缘栅双极晶体管的N型漂移区为所述第一场效应晶体管的漏区，所述绝缘栅双极晶体管的栅极为所述第一场效应晶体管的栅极；

第一寄生三极管，所述绝缘栅双极晶体管的P型集电区为所述第一寄生三极管的发射区，所述绝缘栅双极晶体管的N型场截止层和N型漂移区为所述第一寄生三极管的基区，所述绝缘栅双极晶体管的P型基区为所述第一寄生三极管的集电区。

3.根据权利要求2所述的绝缘栅双极晶体管，其特征在于，所述绝缘栅双极晶体管的发射极接低电位，所述绝缘栅双极晶体管的集电极接高电位；

所述第一场效应晶体管的栅极接第一控制电位。

4.根据权利要求1所述的绝缘栅双极晶体管，其特征在于，所述电流扩展区包括：

第二场效应晶体管，所述绝缘栅双极晶体管的发射极为所述第二场效应晶体管的源极，所述绝缘栅双极晶体管的N型发射区为所述第二场效应晶体管的源区，所述绝缘栅双极晶体管的N型掺杂区为所述第二场效应晶体管的漏区，所述绝缘栅双极晶体管的栅极为所述第二场效应晶体管的栅极；

第二寄生三极管，所述绝缘栅双极晶体管的N型场截止层和N型漂移区为所述第二寄生三极管的集电区，所述绝缘栅双极晶体管的P型掺杂区为所述第二寄生三极管的基区，所述绝缘栅双极晶体管的N型掺杂区为所述第二寄生三极管的发射区；

第三寄生三极管，所述绝缘栅双极晶体管的P型集电区为所述第三寄生三极管的发射区，所述绝缘栅双极晶体管的N型漂移区为所述第三寄生三极管的基区，所述绝缘栅双极晶体管的P型掺杂区为所述第三寄生三极管的集电区。

5.根据权利要求4所述的绝缘栅双极晶体管，其特征在于，所述绝缘栅双极晶体管的发射极接低电位，所述绝缘栅双极晶体管的集电极接高电位；所述第二场效应晶体管的栅极接第二控制电位。