專利名稱：溝槽柵型絕緣柵雙極晶體管及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件制作工藝技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種溝槽柵型絕緣柵雙極晶體管及其制作方法。
背景技術(shù)：
絕緣柵雙極晶體管(InsulateGate Bipolar Transistor, IGBT),兼具電力晶體管(Giant Transistor, GTR)和場效應(yīng)晶體管(MOSFET)的多項優(yōu)點，具有良好的特性。其作為新型電力半導(dǎo)體器件的主要代表，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、信息、新能源、醫(yī)學、交通、軍事和航空等領(lǐng)域。最初發(fā)展的IGBT具有平面柵結(jié)構(gòu)，后來出現(xiàn)了采用干法刻蝕工藝形成的溝槽柵 結(jié)構(gòu)。溝槽柵結(jié)構(gòu)相比平面柵結(jié)構(gòu)而言，可改善IGBT器件的導(dǎo)通特性，降低導(dǎo)通電阻。參考圖1，圖I為現(xiàn)有技術(shù)中常見的一種溝槽柵型IGBT的結(jié)構(gòu)示意圖，該溝槽柵型IGBT包括漂移區(qū)I ;位于漂移區(qū)I正面內(nèi)的基區(qū)2 ;位于基區(qū)2內(nèi)的發(fā)射極區(qū)(或源區(qū))3 ;位于漂移區(qū)I內(nèi)、基區(qū)2兩側(cè)的柵區(qū)4 ;位于漂移區(qū)I背面依次排列的緩沖區(qū)6和集電極區(qū)(或稱漏區(qū))5。在該溝槽柵型IGBT中，由于所述柵區(qū)4的形成是以在漂移區(qū)I內(nèi)形成溝槽為前提的，因此,這種結(jié)構(gòu)稱為溝槽柵型IGBT。上述溝槽柵型IGBT在高溫狀態(tài)下工作時，一方面，溫度升高，載流子壽命增加，晶體管放大系數(shù)變大，導(dǎo)致流過基區(qū)2的空穴電流變大；另一方面，溫度升高使得空穴的遷移率大大降低，進而使得基區(qū)2的電阻增加，最終使所述溝槽柵型IGBT的導(dǎo)通電阻增加。除此之外，所述溝槽柵型IGBT在工作時，由于電流從漂移區(qū)I直接流進垂直溝道而進入發(fā)射極區(qū)3，因此，該溝槽柵型IGBT的元胞密度增加，飽和電流密度增加，從而使得器件的短路安全工作區(qū)(SCSOA)減小。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種溝槽柵型絕緣柵雙極晶體管及其制作方法，該晶體管在工作時不僅具有較小的導(dǎo)通電阻，而且具有較小的電流密度，從而可拓寬器件的安全工作區(qū)。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案一種溝槽柵型絕緣柵雙極晶體管，該晶體管包括漂移區(qū)；位于漂移區(qū)正面內(nèi)的有效基區(qū)；位于漂移區(qū)正面內(nèi)、有效基區(qū)兩側(cè)的溝槽柵；其中，所述溝槽柵包括與有效基區(qū)相鄰的有效溝槽柵和遠離有效基區(qū)的無效溝槽柵。優(yōu)選的，在所述溝槽柵型絕緣柵雙極晶體管的一個元胞內(nèi)，有效溝槽柵和無效溝槽柵的個數(shù)均為2。
優(yōu)選的，在所述溝槽柵型絕緣柵雙極晶體管的一個元胞內(nèi)，相鄰的有效溝槽柵與無效溝槽柵之間為懸空的無效基區(qū)。優(yōu)選的，在所述溝槽柵型絕緣柵雙極晶體管的一個元胞內(nèi)，相鄰的有效溝槽柵與無效溝槽柵之間為漂移區(qū)。優(yōu)選的,上述晶體管還包括位于有效基區(qū)內(nèi)的發(fā)射極區(qū)；位于漂移區(qū)背面內(nèi)依次設(shè)置的緩沖區(qū)和集電極區(qū)。優(yōu)選的，所述溝槽柵型絕緣柵雙極晶體管為N溝道溝槽柵型絕緣柵雙極晶體管。本發(fā)明還提供了一種溝槽柵型絕緣柵雙極晶體管制作方法，該方法包括 采用輕摻雜的硅襯底作為溝槽柵型絕緣柵雙極晶體管的漂移區(qū)；在所述漂移區(qū)正面內(nèi)形成有效基區(qū)及溝槽柵；其中，所述溝槽柵包括與有效基區(qū)相鄰的有效溝槽柵和遠離有效基區(qū)的無效溝槽柵。優(yōu)選的，上述方法中，在所述漂移區(qū)正面內(nèi)形成有效基區(qū)及溝槽柵，具體包括通過離子注入工藝在所述漂移區(qū)正面內(nèi)形成基區(qū)；通過光刻、刻蝕工藝在所述漂移區(qū)內(nèi)形成多個溝槽，且所述多個溝槽將基區(qū)分割成多個區(qū)域，在基區(qū)被分割成的多個區(qū)域中，中間的一個區(qū)域稱為有效基區(qū)，兩邊的區(qū)域稱為無效基區(qū)；在所述多個溝槽內(nèi)填充柵極材料，從而形成溝槽柵，在所述溝槽柵中，與有效基區(qū)相鄰的溝槽柵稱為有效溝槽柵，遠離有效基區(qū)的溝槽柵稱為無效溝槽柵。優(yōu)選的，上述方法中，在所述漂移區(qū)正面內(nèi)形成有效基區(qū)及溝槽柵，具體包括通過光刻、刻蝕工藝在所述漂移區(qū)內(nèi)形成多個溝槽；在所述多個溝槽內(nèi)填充柵極材料，從而形成溝槽柵；通過離子注入工藝在位于中間的兩個溝槽柵之間的漂移區(qū)內(nèi)形成有效基區(qū)，其中，與有效基區(qū)相鄰的溝槽柵稱為有效溝槽柵，遠離有效基區(qū)的溝槽柵稱為無效溝槽柵。優(yōu)選的，上述方法還包括在所述有效基區(qū)內(nèi)形成發(fā)射極區(qū)；在所述漂移區(qū)背面內(nèi)形成緩沖區(qū)；在所述緩沖區(qū)內(nèi)形成集電極區(qū)。從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明所提供的溝槽柵型絕緣柵雙極晶體管包括漂移區(qū)；位于漂移區(qū)正面內(nèi)的有效基區(qū)；位于漂移區(qū)正面內(nèi)、有效基區(qū)兩側(cè)的溝槽柵；其中，所述溝槽柵包括與有效基區(qū)相鄰的有效溝槽柵和遠離有效基區(qū)的無效溝槽柵。本發(fā)明所提供的溝槽柵型絕緣柵雙極晶體管，由于其內(nèi)的溝槽柵包括有效溝槽柵和無效溝槽柵，所述無效溝槽柵的存在增加了溝槽柵的總寬度，因此，在有效基區(qū)寬度不變的情況下，溝槽柵總寬度的增加，使得有效基區(qū)寬度占單個元胞寬度的比例減小了，進而增強了有效基區(qū)的電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，降低了導(dǎo)通電阻。再有，所述溝槽柵總寬度的增加，也使得相鄰有效基區(qū)的寬度增加了，進而使得電流密度減小，從而可提高器件的短路安全工作區(qū)。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為現(xiàn)有技術(shù)中常見的一種溝槽柵型IGBT的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I中所示溝槽柵型IGBT中半個元胞的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為溝槽柵型IGBT中基區(qū)及漂移區(qū)內(nèi)空穴濃度分布模擬圖；圖4為本發(fā)明所提供的一種溝槽柵型IGBT的半個元胞的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明所提供的另一種溝槽柵型IGBT的半個元胞的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為本發(fā)明所提供的一種溝槽柵型IGBT制作方法的流程示意圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。正如背景技術(shù)部分所述，溝槽柵型IGBT與平面柵型IGBT相比雖然具有較低的導(dǎo)通電阻，但其在高溫狀態(tài)下工作時，其導(dǎo)通電阻仍然很大，且其飽和電流密度較大，從而使得器件的短路安全工作區(qū)較小。為了使得溝槽柵型IGBT的導(dǎo)通電阻降低，最有效的解決辦法是通過電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)來實現(xiàn)。所述電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)為當PN結(jié)上流過的正向電流較大時，注入并積累在輕摻雜漂移區(qū)的少子空穴濃度將很大，為了維持半導(dǎo)體中性條件，其多子濃度也相應(yīng)大幅度增加，使得其電阻率明顯下降，也就是電導(dǎo)率大大增加，這就是電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)。因此，如果要通過電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)來降低溝槽柵型IGBT的導(dǎo)通電阻，則需要提高漂移區(qū)的空穴濃度，發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)漂移區(qū)的空穴濃度跟基區(qū)寬度和漂移區(qū)寬度(或單位元胞寬度)有密切關(guān)系。具體發(fā)現(xiàn)過程如下參考圖2和圖3，圖2為圖I中所示溝槽柵型IGBT中半個元胞的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中示出了半個元胞內(nèi)基區(qū)2的寬度為Wm，漂移區(qū)I的寬度為Wd。對于半個元胞(或單個元胞)內(nèi)基區(qū)寬度和/或漂移區(qū)寬度不同的溝槽柵型IGBT，得出了其基區(qū)以及漂移區(qū)內(nèi)的空穴濃度分布圖，如圖3所示，由圖3可知，基區(qū)以及漂移區(qū)內(nèi)的空穴濃度隨著Wd/Wm的增大而增大。而漂移區(qū)內(nèi)空穴濃度的提高可增強電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，降低導(dǎo)通電阻，因此，可以通過增大Wd/Wm來降低溝槽柵型IGBT的導(dǎo)通電阻。由上可知，為了降低導(dǎo)通電阻，則需要增大單個元胞內(nèi)漂移區(qū)寬度(即單個元胞的寬度)與基區(qū)寬度的比值(即Wd/Wm)。在基區(qū)寬度不變的情況下，則可通過增大單個元胞的寬度來實現(xiàn)Wd/Wm的增大，基于此，本發(fā)明提供了一種新的溝槽柵型IGBT，該溝槽柵型IGBT與現(xiàn)有的溝槽柵型IGBT相比，基區(qū)寬度在整個元胞寬度中所占比例變小了。參考圖4，圖4示出了本發(fā)明所提供的一種溝槽柵型IGBT的半個元胞的結(jié)構(gòu)示意圖，該溝槽柵型IGBT包括漂移區(qū)I ;位于漂移區(qū)I正面內(nèi)的有效基區(qū)7(對應(yīng)現(xiàn)有技術(shù)中的基區(qū))；位于漂移區(qū)I正面內(nèi)、有效基區(qū)7兩側(cè)的溝槽柵(圖5中只示出了有效基區(qū)7右側(cè)的溝槽柵);其中，所述溝槽柵包括與有效基區(qū)7相鄰的有效溝槽柵9和遠離有效基區(qū)7的無效溝槽柵10。圖4中示出了半個元胞內(nèi)有效基區(qū)7的寬度Wm和漂移區(qū)I的寬度Wd。本發(fā)明實施例中，在有效基區(qū)寬度不變的情況下，通過增加溝槽柵(所增加的溝槽柵不再起到柵極的作用，因此稱為無效溝槽柵)的個數(shù)，進而增加了溝槽柵的總寬度，從而使得單個元胞的寬度增加了，因此，有效基區(qū)寬度與單個元胞寬度之比減小了，或者說Wm/Wd增大了，從而可增強有效基區(qū)的電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，進而可減小導(dǎo)通電阻。本實施例中所述有效溝槽柵9和無效溝槽柵10的個數(shù)均為2，其他實施例中所述無效溝槽柵10的個數(shù)還可以為4。圖4中示出了相鄰的有效溝槽柵9與無效溝槽柵10之間為漂移區(qū)1，其他實施例中，相鄰的有效溝槽柵9與無效溝槽柵10之間還可以為懸空的無效基區(qū)12，參考圖5，所述懸空的無效基區(qū)12與有效基區(qū)7在同一工藝步驟中形成，只是其在該溝槽柵型IGBT中不再起基區(qū)的作用。對于在溝槽柵型IGBT的一個元胞中如果存在4個或4個以上的無效溝槽柵10，則相鄰的無效溝槽柵10之間可以為漂移區(qū)，也可以為懸空的無效基區(qū)?！け景l(fā)明所提供的溝槽柵型IGBT還包括位于有效基區(qū)7內(nèi)的發(fā)射極區(qū)8，所述發(fā)射極區(qū)8通過金屬與發(fā)射極E相連；位于漂移區(qū)I背面依次設(shè)置的緩沖區(qū)6和集電極區(qū)5。本發(fā)明所提供的溝槽柵型IGBT可以為N溝道溝槽柵型IGBT，也可以為P溝道溝槽柵型IGBT。本發(fā)明所提供的溝槽柵型IGBT，其內(nèi)的無效溝槽柵和有效溝槽柵在同一工藝步驟中形成，只是所述無效溝槽柵不再起到溝槽柵的作用，所述無效溝槽柵的存在僅僅是增加了溝槽柵的總寬度，進而使得單個元胞的寬度增加了，使有效基區(qū)寬度占單個元胞寬度的比例減小了，最終可增強電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，降低導(dǎo)通電阻。除此之外，本發(fā)明所提供的溝槽柵型IGBT，由于單個元胞內(nèi)溝槽柵的總寬度增加了，這也就使得在該溝槽柵型IGBT中，相鄰有效基區(qū)之間的距離增大了，從而使得電流密度減小，即提高了器件的安全工作區(qū)。當然，除了采用本實施例中所述，通過增加溝槽柵的個數(shù)來實現(xiàn)減小基區(qū)寬度與單個元胞寬度之比的目的，也可以不增加溝槽柵的個數(shù)，而是將現(xiàn)有的溝槽柵的寬度增大，同樣可以實現(xiàn)減小基區(qū)寬度與單個元胞寬度之比的目的，但是，由于向較寬的溝槽內(nèi)填充多晶硅(或金屬材料)來形成溝槽柵的過程難度較大，因此，這種設(shè)想不能被順利實施。上面詳細描述了本發(fā)明所提供的溝槽柵型IGBT，下面具體介紹所述溝槽柵型IGBT的制作方法。參考圖6，圖6為本發(fā)明所提供的一種溝槽柵型IGBT制作方法的流程示意圖，該方法具體包括如下幾個步驟步驟SI :采用輕摻雜的硅襯底作為溝槽柵型IGBT的漂移區(qū)。利用現(xiàn)有的輕摻雜的硅襯底作為制作該溝槽柵型IGBT的基底，以后的工藝步驟均是在該硅襯底內(nèi)或硅襯底上來實現(xiàn)。步驟S2 :在所述漂移區(qū)正面內(nèi)形成有效基區(qū)及溝槽柵；其中，所述溝槽柵包括■ 與有效基區(qū)相鄰的有效溝槽柵和遠離有效基區(qū)的無效溝槽柵。所述有效基區(qū)和溝槽柵的形成順序可以調(diào)換，因此，該步驟有兩種實現(xiàn)方式，分別如下一、通過離子注入工藝在所述漂移區(qū)正面內(nèi)形成基區(qū)；通過光刻、刻蝕工藝在所述漂移區(qū)內(nèi)形成多個溝槽，且所述多個溝槽將基區(qū)分割成多個區(qū)域，在基區(qū)被分割的多個區(qū)域中，中間的一個區(qū)域稱為 有效基區(qū)，兩邊的區(qū)域稱為無效基區(qū)；在所述多個溝槽內(nèi)填充柵極材料(所述柵極材料可以為多晶硅，也可以為金屬)，從而形成溝槽柵，在所述溝槽柵中，與有效基區(qū)相鄰的溝槽柵稱為有效溝槽柵，遠離有效基區(qū)的溝槽柵稱為無效溝槽柵。這種形成方式是先在漂移區(qū)內(nèi)形成了有效基區(qū)，之后形成了溝槽柵，這就使得在有效基區(qū)同側(cè)相鄰的溝槽柵之間為懸空的無效基區(qū)。二、通過光刻、刻蝕工藝在所述漂移區(qū)內(nèi)形成多個溝槽；在所述多個溝槽內(nèi)填充柵極材料，從而形成溝槽柵；通過離子注入工藝在位于中間的兩個溝槽柵之間的漂移區(qū)內(nèi)形成有效基區(qū)，其中，與有效基區(qū)相鄰的溝槽柵稱為有效溝槽柵，遠離有效基區(qū)的溝槽柵稱為無效溝槽柵。這種形成方式是先在漂移區(qū)內(nèi)形成溝槽柵，之后形成有效基區(qū)，因此，在有效基區(qū)同側(cè)相鄰的溝槽柵之間為漂移區(qū)。步驟S3 :在所述有效基區(qū)內(nèi)形成發(fā)射極區(qū)。通過離子注入工藝在所述有效基區(qū)內(nèi)形成源區(qū)，即發(fā)射極區(qū)，所述源區(qū)的摻雜類型與有效基區(qū)的摻雜類型相反，且源區(qū)的摻雜濃度大于有效基區(qū)的摻雜濃度。步驟S4 :在所述漂移區(qū)背面形成緩沖區(qū)。在漂移區(qū)背面通過離子注入工藝形成緩沖區(qū)，所述緩沖區(qū)與漂移區(qū)的摻雜類型相同，只是其摻雜濃度稍高。所述緩沖區(qū)的存在可使該溝槽柵型IGBT具有較高的反向擊穿電壓。步驟S5 :在所述緩沖區(qū)內(nèi)形成集電極區(qū)。通過離子注入工藝在所述緩沖區(qū)內(nèi)形成集電極區(qū)，所述集電極區(qū)的摻雜類型與緩沖區(qū)的摻雜類型相反。之后可在所述集電極區(qū)上形成金屬連接層。本實施例所提供的溝槽柵型IGBT制作方法，在形成溝槽柵的過程中，需要首先在漂移區(qū)內(nèi)形成溝槽，然后在溝槽內(nèi)填充柵極材料進而形成溝槽柵。由于所形成的溝槽柵包括與有效基區(qū)相鄰的有效溝槽柵和遠離有效基區(qū)的無效溝槽柵，因此，在漂移區(qū)內(nèi)形成的溝槽也分為與有效基區(qū)相鄰的溝槽和遠離有效基區(qū)的溝槽，即需要在漂移區(qū)內(nèi)形成多個溝槽。又由于溝槽的形成需要經(jīng)過光刻、刻蝕工藝來完成，而光刻過程中需要用到掩膜版，現(xiàn)有工藝中單個元胞內(nèi)所形成的溝槽為I個，因此，所用到的掩膜版(對應(yīng)單個元胞的區(qū)域)上也只有I個溝槽形狀的圖案，本發(fā)明實施例則需要采用其上(對應(yīng)單個元胞的區(qū)域)具有多個溝槽形狀圖案的掩膜版，進而在后續(xù)通過曝光、顯影、刻蝕等步驟后才能在漂移區(qū)內(nèi)形成多個溝槽。在所述多個溝槽內(nèi)填充柵極材料即形成了溝槽柵，在這些溝槽柵中，與有效基區(qū)相鄰的溝槽柵為有效溝槽柵，其余的溝槽柵為無效溝槽柵，所述無效溝槽柵的存在增加了溝槽柵的總寬度，因此，在有效基區(qū)寬度不變的情況下，溝槽柵總寬度的增加，使得有效基區(qū)寬度占單個元胞寬度的比例減小了，進而增強了有效基區(qū)的電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，降低了導(dǎo)通電阻。再有，所述溝槽柵總寬度的增加，也使得相鄰有效基區(qū)的寬度增加了，從而減小了電流密度，增大了短路安全工作區(qū)。本實施例中對溝槽柵型絕緣柵雙極晶體管及其制作方法的描述各有側(cè)重點，相關(guān)之處可相互參考。對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍?！?br> 權(quán)利要求
1.一種溝槽柵型絕緣柵雙極晶體管，其特征在于，包括 漂移區(qū)； 位于漂移區(qū)正面內(nèi)的有效基區(qū)； 位于漂移區(qū)正面內(nèi)、有效基區(qū)兩側(cè)的溝槽柵； 其中，所述溝槽柵包括與有效基區(qū)相鄰的有效溝槽柵和遠離有效基區(qū)的無效溝槽柵。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的晶體管，其特征在于，在所述溝槽柵型絕緣柵雙極晶體管的一個元胞內(nèi)，有效溝槽柵和無效溝槽柵的個數(shù)均為2。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的晶體管，其特征在于，在所述溝槽柵型絕緣柵雙極晶體管的一個元胞內(nèi)，相鄰的有效溝槽柵與無效溝槽柵之間為懸空的無效基區(qū)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的晶體管，其特征在于，在所述溝槽柵型絕緣柵雙極晶體管的一個元胞內(nèi)，相鄰的有效溝槽柵與無效溝槽柵之間為漂移區(qū)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的晶體管，其特征在于，還包括 位于有效基區(qū)內(nèi)的發(fā)射極區(qū)； 位于漂移區(qū)背面內(nèi)依次設(shè)置的緩沖區(qū)和集電極區(qū)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I 5任一項所述的晶體管，其特征在于，所述溝槽柵型絕緣柵雙極晶體管為N溝道溝槽柵型絕緣柵雙極晶體管。
7.—種溝槽柵型絕緣柵雙極晶體管制作方法，其特征在于，包括 采用輕摻雜的硅襯底作為溝槽柵型絕緣柵雙極晶體管的漂移區(qū)； 在所述漂移區(qū)正面內(nèi)形成有效基區(qū)及溝槽柵； 其中，所述溝槽柵包括與有效基區(qū)相鄰的有效溝槽柵和遠離有效基區(qū)的無效溝槽柵。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在所述漂移區(qū)正面內(nèi)形成有效基區(qū)及溝槽柵，具體包括 通過離子注入工藝在所述漂移區(qū)正面內(nèi)形成基區(qū)； 通過光刻、刻蝕工藝在所述漂移區(qū)內(nèi)形成多個溝槽，且所述多個溝槽將基區(qū)分割成多個區(qū)域，在基區(qū)被分割成的多個區(qū)域中，中間的一個區(qū)域稱為有效基區(qū)，兩邊的區(qū)域稱為無效基區(qū)； 在所述多個溝槽內(nèi)填充柵極材料，從而形成溝槽柵，在所述溝槽柵中，與有效基區(qū)相鄰的溝槽柵稱為有效溝槽柵，遠離有效基區(qū)的溝槽柵稱為無效溝槽柵。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在所述漂移區(qū)正面內(nèi)形成有效基區(qū)及溝槽柵，具體包括 通過光刻、刻蝕工藝在所述漂移區(qū)內(nèi)形成多個溝槽； 在所述多個溝槽內(nèi)填充柵極材料，從而形成溝槽柵； 通過離子注入工藝在位于中間的兩個溝槽柵之間的漂移區(qū)內(nèi)形成有效基區(qū)，其中，與有效基區(qū)相鄰的溝槽柵稱為有效溝槽柵，遠離有效基區(qū)的溝槽柵稱為無效溝槽柵。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，還包括 在所述有效基區(qū)內(nèi)形成發(fā)射極區(qū)； 在所述漂移區(qū)背面內(nèi)形成緩沖區(qū)； 在所述緩沖區(qū)內(nèi)形成集電極區(qū)。
全文摘要
本發(fā)明實施例公開了一種溝槽柵型絕緣柵雙極晶體管及其制作方法。所述溝槽柵型絕緣柵雙極晶體管包括漂移區(qū)；位于漂移區(qū)正面內(nèi)的有效基區(qū)；位于漂移區(qū)正面內(nèi)、有效基區(qū)兩側(cè)的溝槽柵；其中，所述溝槽柵包括與有效基區(qū)相鄰的有效溝槽柵和遠離有效基區(qū)的無效溝槽柵。本發(fā)明所提供的溝槽柵型絕緣柵雙極晶體管，通過增加其內(nèi)溝槽柵的個數(shù)，進而增加了溝槽柵的總寬度，減小了有效基區(qū)寬度與單個元胞寬度之比，從而使得漂移區(qū)內(nèi)的空穴濃度提高，最終導(dǎo)致電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)增強，因此，可降低器件的導(dǎo)通電阻。再有，該溝槽柵型絕緣柵雙極晶體管，還能減小電流密度，提高器件的短路安全工作區(qū)。
文檔編號H01L21/28GK102842604SQ201110168499
公開日2012年12月26日 申請日期2011年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月21日
發(fā)明者趙佳, 朱陽軍, 盧爍今, 孫寶剛, 左小珍 申請人:中國科學院微電子研究所