专利名称：绝缘栅双极晶体管的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及适合应用于直流电压为600V及以上的 变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域的绝缘栅双极晶体管。
背景技术：
绝缘栅双极晶体管(IGBT)主要由集电区、发射区、沟道区及漂移区等组成，通过 对栅极加正电压形成导电沟道使IGBT导通，同时集电区向漂移区注入空穴进行电导调制， 使绝缘栅双极晶体管在高电压时，相比如以往功率MOS器件，具有较低的通态压降。但市场现有的绝缘栅双极晶体管都存在着耐压能力与通态压降相矛盾的情况，即 高耐压的绝缘栅双极晶体管器件通态损耗也很大，本发明所提出一种绝缘栅双极晶体管在 耐压与通态损耗之间取得了较好的折中。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种绝缘栅双极晶体管。本发明能 在保证关断电压基本不变的情况下，有效减小通态压降，从而减少绝缘栅双极晶体管的通 态损耗，改善绝缘栅双极晶体管的导通性能。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种绝缘栅双极晶体管，它的底部 为集电极，向上依次集成集电区、缓冲层、漂移区、P阱区和发射区。发射区顶部覆盖有发射 极，栅极9横跨在发射区、P阱区和漂移区之上，栅极处在多晶硅之中。SiO2绝缘层横向穿 入漂移区或同时横向穿入P阱区和漂移区。本发明的有益效果是在普通绝缘栅双极晶体管的基础上，器件内部加入一层 SiO2绝缘层，实现了在不损失绝缘栅双极晶体管关断电压的情况下降低通态压降，有效减 少绝缘栅双极晶体管的通态电阻，使得绝缘栅双极晶体管导通损耗更小，本发明工业生产 中工艺也并不复杂，相比于其他降低绝缘栅双极晶体管通态损耗的技术，更能节约生产成 本，即以相对较低的成本提升绝缘栅双极晶体管的工作性能。
图1是本发明的基本结构图，此时绝缘层位于P阱区内部；图2是绝缘层位于P阱区下方时的结构图；图中，集电极1、集电区2、缓冲层3、漂移区4、SiO2绝缘层5、P阱区6、发射区7、 发射极8、栅极9、多晶硅10。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。实施例1如图1所示，本发明绝缘栅双极晶体管的底部为集电极1，向上依次为集电区2、缓冲层3、漂移区4、P阱区6和发射区7。SiO2绝缘层5横向穿入P阱区6和漂移区4，发射 区7顶部覆盖有发射极8，栅极9横跨在发射区7、P阱区6和漂移区4之上，栅极9处在多 晶硅10之中。该绝缘栅双极晶体管工作时，集电区2向漂移区4注入空穴形成电导调制，空穴受 集电极1正压作用向发射极8方向漂移，在进入P阱区6时被绝缘层5阻挡，大量空穴沿着 SiO2绝缘层5横向移动，空穴因此而产生堆积，局部空穴浓度显著提高，导通电阻因此而降 低，绝缘栅双极晶体管导通损耗进而会减少。实施例2如图2所示，本发明绝缘栅双极晶体管的底部为集电极1，向上依次为集电区2、缓 冲层3、漂移区4、P阱区6和发射区7。SiO2绝缘层5在靠近P阱区6处横向穿入漂移区4， 发射区7顶部覆盖有发射极8，栅极9横跨在发射区7、P阱区6和漂移区4之上，栅极9处 在多晶硅10之中。该绝缘栅双极晶体管工作时，集电区2向漂移区4注入空穴形成电导调制，空穴受 集电极1正压作用向发射极8方向漂移，在P阱区6下方时被绝缘层5阻挡，大量空穴沿着 SiO2绝缘层5横向移动，空穴因此而产生堆积，局部空穴浓度显著提高，导通电阻因此而降 低，绝缘栅晶体管导通损耗进而会减少。
权利要求
1. 一种绝缘栅双极晶体管，其特征在于，它的底部为集电极(1)，向上依次集成集电区 (2)、缓冲层(3)、漂移区(4)、P阱区(6)和发射区(7)。发射区(7)顶部覆盖有发射极(8)， 栅极(9)横跨在发射区(7)、P阱区(6)和漂移区⑷之上，栅极(9)处在多晶硅(10)之 中。SiO2绝缘层(5)横向穿入漂移区⑷或同时横向穿入P阱区(6)和漂移区0)。
全文摘要
本发明公开了一种绝缘栅双极晶体管，它的底部为集电极，向上依次集成集电区、缓冲层、漂移区、P阱区和发射区。发射区顶部覆盖有发射极，栅极9横跨在发射区、P阱区和漂移区之上，栅极处在多晶硅之中。SiO2绝缘层横向穿入漂移区或同时横向穿入P阱区和漂移区。本发明在普通绝缘栅双极晶体管的基础上，器件内部加入一层SiO2绝缘层，实现了在不损失绝缘栅双极晶体管关断电压的情况下降低通态压降，有效减少绝缘栅双极晶体管的通态电阻，使得绝缘栅双极晶体管导通损耗更小，本发明工业生产中工艺也并不复杂，相比于其他降低绝缘栅双极晶体管通态损耗的技术，更能节约生产成本，即以相对较低的成本提升绝缘栅双极晶体管的工作性能。
文档编号H01L29/739GK102064191SQ201010530388
公开日2011年5月18日 申请日期2010年11月2日 优先权日2010年11月2日
发明者崔京京, 盛况, 郭清 申请人:浙江大学