專利名稱：絕緣柵型雙極晶體管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及壓控型功率器件技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種絕緣柵型雙極晶體管。
背景技術(shù)：
溝槽IGBT的一個缺點是它的短路耐量很低，原因是溝道密度增加，飽和電流密度增加。為了提高溝槽IGBT的抗短路能力，必須降低溝道密度。但是另一方面增加溝槽間距雖能降低溝道密度，但卻使耐壓下降。為了能使溝道密度降低又能保持耐壓不受太大影響，目前的解決方法就是假柵結(jié)構(gòu)。就是只有其中一部分柵起了溝道作用，其余的是的只用于維持耐壓，這也是假柵一詞的來源。另外假柵增加了 PIN區(qū)域的相對面積，增加了載流子的積累，故進一步降低了導(dǎo)通壓降。假柵結(jié)構(gòu)在增加器件的短路耐量、減小導(dǎo)通壓降的同時，由于引入了更多的溝槽，故會在芯片上引入了更多的應(yīng)力。實際工藝表明，生產(chǎn)過程中硅片的翹曲度與溝槽區(qū)域面積所占整個娃片的面積比例有直接的關(guān)系。為了降低芯片翅曲的風(fēng)險，提聞廣品的合格率，需減小溝槽區(qū)域所占的面積比例。而傳統(tǒng)的假柵結(jié)構(gòu)中，所有的溝槽都是同樣的寬度，同樣的形狀，且假柵結(jié)構(gòu)溝槽區(qū)域所占面積比例很大，使芯片容易出現(xiàn)翹曲。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠減小假柵溝槽區(qū)域所占面積，降低芯片翹曲風(fēng)險的絕緣柵型雙極晶體管。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種絕緣柵型雙極晶體管，包括:第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)、第一導(dǎo)電類型高濃度摻雜微穿通層、第二導(dǎo)電類型的集電極、第一導(dǎo)電類型的發(fā)射極、第二導(dǎo)電類型的基區(qū)、第二 導(dǎo)電類型低摻雜濃度的浮空區(qū)、溝道柵極及假柵極；所述第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)通過所述第一導(dǎo)電類型高濃度摻雜微穿通層與所述第二導(dǎo)電類型的集電極連接；所述第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)通過第二導(dǎo)電類型的基區(qū)與所述第一導(dǎo)電類型的發(fā)射極連接；所述溝道柵極與所述第一導(dǎo)電類型的發(fā)射極相鄰；所述溝道柵極為兩道平行設(shè)置的溝道結(jié)構(gòu)，兩道所述溝道結(jié)構(gòu)之間設(shè)置有若干個假柵極；所述溝道柵極與假柵極之間設(shè)置有第二導(dǎo)電類型低摻雜濃度的浮空區(qū)；所述假柵極與假柵極之間設(shè)置有第二導(dǎo)電類型低摻雜濃度的浮空區(qū)；所述假柵極呈柱狀結(jié)構(gòu)或條狀結(jié)構(gòu)，且條狀結(jié)構(gòu)的溝槽寬度小于柵極溝槽的寬度。進一步地，所述假柵極為柱狀結(jié)構(gòu)時，所述柱狀結(jié)構(gòu)的截面形狀為圓形。[0015]進一步地，所述假柵極為柱狀結(jié)構(gòu)時，所述柱狀結(jié)構(gòu)的截面形狀為橢圓形。進一步地，所述假柵極為柱狀結(jié)構(gòu)時，所述柱狀結(jié)構(gòu)的截面形狀為方形。進一步地，所述假柵極為柱狀結(jié)構(gòu)時，所述柱狀結(jié)構(gòu)的截面形狀為多邊形。進一步地，所述假柵極整齊排列。進一步地，所述假柵極交錯排列。本實用新型提供的絕緣柵型雙極晶體管，通過減小假柵溝槽寬度或改變其形狀，來減小假柵溝槽區(qū)所占芯片面積，進而減小溝槽區(qū)域所占面積與芯片總面積的比例，不僅能減小硅片的翹曲度，還可以有效減小器件的寄生電容，減小器件開關(guān)時間及開關(guān)損耗。

圖1為本實用新型實施例一提供的絕緣柵型雙極晶體管結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型實施例二提供的絕緣柵型雙極晶體管結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型實施例三提供的絕緣柵型雙極晶體管結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
實施例一:參見圖1，本實用新型實施例提供的一種絕緣柵型雙極晶體管包括:第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)100、第一導(dǎo)電類型高濃度摻雜微穿通層101、第二導(dǎo)電類型的集電極102、第二導(dǎo)電類型低摻雜濃度的浮空區(qū)104、第一導(dǎo)電類型的發(fā)射極105、第二導(dǎo)電類型的基區(qū)103、溝道柵極106及假柵極107。第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)100通過第一導(dǎo)電類型高濃度摻雜微穿通層101與第二導(dǎo)電類型的集電極102連接。第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)100通過第二導(dǎo)電類型的基區(qū)103與第一導(dǎo)電類型的發(fā)射極105連接。溝道柵極106與第一導(dǎo)電類型的發(fā)射極105相鄰。溝道柵極106為兩道平行設(shè)置的溝道結(jié)構(gòu)，兩道溝道結(jié)構(gòu)之間設(shè)置有若干個假柵極107。溝道柵極106與假柵極107之間設(shè)置有第二導(dǎo)電類型低摻雜濃度的浮空區(qū)104。假柵極107與假柵極107之間設(shè)置有第二導(dǎo)電類型低摻雜濃度的浮空區(qū)104。假柵極107為條狀，且與溝道柵極106平行設(shè)置，假柵極107的溝槽寬度小于溝道柵極106的溝槽覽度。實施例二:如圖2所示，本實例與實施例一的區(qū)別在于，假柵極208呈柱狀結(jié)構(gòu)，柱狀結(jié)構(gòu)的截面形狀為圓形，且圓柱形的假柵極208整齊排列，這樣能進一步減小柵極區(qū)域所占的面積比例，假柵極208的個數(shù)可以根據(jù)實際情況任意改變，其它地方與實施例一完全一致。實施例三:如圖3所示，本實例與實施例一的區(qū)別在于，假柵極309呈柱狀結(jié)構(gòu)，柱狀結(jié)構(gòu)的截面形狀為圓形，且圓柱形的假柵極309交錯排列，這樣能改善器件的耐壓。假柵極309的個數(shù)可以根據(jù)實際情況任意改變。其它地方與實施例一完全一致。實施例四:本實例與實施例二的區(qū)別在于，假柵極呈柱狀結(jié)構(gòu)，柱狀結(jié)構(gòu)的截面形狀為橢圓形，其它地方與實施例二完全一致。實施例五:[0033]本實例與實施例二的區(qū)別在于，假柵極呈柱狀結(jié)構(gòu)，柱狀結(jié)構(gòu)的截面形狀為方形，其它地方與實施例二完全一致。實施例六:本實例與實施例二的區(qū)別在于，假柵極呈柱狀結(jié)構(gòu)，柱狀結(jié)構(gòu)的截面形狀為多邊形，其它地方與實施例二完全一致。以上六個實施例所提供的絕緣柵型雙極晶體管，都是通過減小假柵溝槽寬度或改變其形狀，來減小假柵溝槽區(qū)所占芯片面積，進而減小溝槽區(qū)域所占面積與芯片總面積的比例，不僅能減小硅片的翹曲度，還可以有效減小器件的寄生電容，減小器件開關(guān)時間及開關(guān)損耗。最后所應(yīng)說明的是，以上具體實施方式
僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照實例對本實用新型進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本實用新型的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利`要求范圍當中。
權(quán)利要求1.一種絕緣柵型雙極晶體管，其特征在于，包括: 第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)、第一導(dǎo)電類型高濃度摻雜微穿通層、第二導(dǎo)電類型的集電極、第一導(dǎo)電類型的發(fā)射極、第二導(dǎo)電類型的基區(qū)、第二導(dǎo)電類型低摻雜濃度的浮空區(qū)、溝道柵極及假柵極； 所述第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)通過所述第一導(dǎo)電類型高濃度摻雜微穿通層與所述第二導(dǎo)電類型的集電極連接； 所述第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)通過第二導(dǎo)電類型的基區(qū)與所述第一導(dǎo)電類型的發(fā)射極連接； 所述溝道柵極與所述第一導(dǎo)電類型的發(fā)射極相鄰； 所述溝道柵極為兩道平行設(shè)置的溝道結(jié)構(gòu)，兩道所述溝道結(jié)構(gòu)之間設(shè)置有若干個假柵極； 所述溝道柵極與假柵極之間設(shè)置有第二導(dǎo)電類型低摻雜濃度的浮空區(qū)； 所述假柵極與假柵極之間設(shè)置有第二導(dǎo)電類型低摻雜濃度的浮空區(qū)； 所述假柵極呈柱狀結(jié)構(gòu)或條狀結(jié)構(gòu)，且條狀結(jié)構(gòu)的寬度小于柵極溝槽的寬度。
2.如權(quán)利要求1所述的絕緣柵型雙極晶體管，其特征在于: 所述假柵極為柱狀結(jié)構(gòu)時，所述柱狀結(jié)構(gòu)的截面形狀為圓形。
3.如權(quán)利要求1所述的絕緣柵型雙極晶體管，其特征在于: 所述假柵極為柱狀結(jié)構(gòu)時，所述柱狀結(jié)構(gòu)的截面形狀為橢圓形。
4.如權(quán)利要求1所述的絕緣柵型雙極晶體管，其特征在于: 所述假柵極為柱狀結(jié)構(gòu)時，所述柱狀結(jié)構(gòu)的截面形狀為方形。
5.如權(quán)利要求1所述的絕緣柵型雙極晶體管，其特征在于: 所述假柵極為柱狀結(jié)構(gòu)時，所述柱狀結(jié)構(gòu)的截面形狀為多邊形。
6.如權(quán)利要求2-5任一項所述的絕緣柵型雙極晶體管，其特征在于: 所述假柵極整齊排列。
7.如權(quán)利要求2-5任一項所述的絕緣柵型雙極晶體管，其特征在于:所述假柵極交錯排列。
專利摘要本實用新型公開了一種絕緣柵型雙極晶體管，包括第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)、第一導(dǎo)電類型高濃度摻雜微穿通層、第二導(dǎo)電類型的集電極、第一導(dǎo)電類型的發(fā)射極、第二導(dǎo)電類型的基區(qū)、第二導(dǎo)電類型低摻雜濃度的浮空區(qū)、溝道柵極及假柵極；所述假柵極呈柱狀結(jié)構(gòu)或條狀結(jié)構(gòu)，且條狀結(jié)構(gòu)的寬度小于柵極溝槽的寬度。本實用新型提供的絕緣柵型雙極晶體管，通過減小假柵溝槽寬度或改變其形狀，來減小假柵溝槽區(qū)所占芯片面積，進而減小溝槽區(qū)域所占面積與芯片總面積的比例，不僅能減小硅片的翹曲度，還可以有效減小器件的寄生電容，減小器件開關(guān)時間及開關(guān)損耗。
文檔編號H01L29/423GK203134807SQ20132012302
公開日2013年8月14日 申請日期2013年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月23日
發(fā)明者張文亮, 朱陽軍, 田曉麗, 胡愛斌 申請人:中國科學(xué)院微電子研究所, 上海聯(lián)星電子有限公司, 江蘇中科君芯科技有限公司