[实用新型]高效率沟槽式绝缘栅双极型晶体管IGBT

说明书

技术领域

高效率沟槽式绝缘栅双极型晶体管IGBT，属于半导体器件制造技术领域。

背景技术

传统N型沟槽式IGBT的外延层有两层如图2所示，第一层外延缓冲层为缓冲层（Buffer Layer），掺杂比较浓，阻止反向高压时空乏区扩充至重掺P型衬底P⁺Substrate。第二层外延漂移层为漂移区域（Drift region）掺杂浓度低，主要功能是支持反向高压。所以在平面IGBT 制程中通道RJ部位的电阻较高，导通电流时IGBT整体的饱和电压VCE_sat较高，因而导通时的效率较低。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种能够有效地解决现有技术正向导通时电阻大，效率低的问题的高效率沟槽式绝缘栅双极型晶体管IGBT。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该高效率沟槽式绝缘栅双极型晶体管IGBT，包括主体P+Substrate、在主体P+Substrate上方的第一层外延缓冲层、在第一层外延缓冲层上方的第二层外延漂移层、P型区P-body、多晶硅和多晶硅外周的沟槽，其特征在于：在第二层外延漂移层上方增设包括N层、P型区P-body区域在内的第三层外延层。

外延层掺杂浓度为第一层外延缓冲层浓度为2×10¹⁵-2×10¹⁶个最浓，第二层外延漂移层浓度为2×10¹³-2×10¹⁴个最淡，第三层外延层浓度为2×10¹⁴-1×10¹⁵个浓度介于第一层外延缓冲层与第二层外延漂移层之间。

沟槽为穿透N⁺和P型区P-body在N层内结构。

沟槽为穿通N⁺、P型区P-body和N层结构。

本实用新型是在第二层外延漂移层上增加第三层外延层，其第三层外延层掺杂浓度要高于第二层外延漂移层小于第一层外延缓冲层，这样就可降低漂移区域（Drift region）的电阻,导通电流时IGBT整体的饱和电压VCE_sat会减小，因而提升导通时的效率。

因为第三层外延层掺杂的浓度比第二层外延漂移层掺杂的浓度高，在正向导通时，可以提高在P型区P-body/N-EPI区域中的电洞（空穴）、hole及电子（Electronic）载子（Carrier）的浓度，因而有效降低漂移区（Drift region）的电阻，增强导电的功能，降低饱和电压VCE_sat增加正向通电的效率。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、采用三层外延技术，有效地降低饱和电压VCE_sat，增加正向通电的效率10—30%；

2、上述描述的P通道沟槽式IGBT的说明，可以把P与N互换，则可适用在N通道平面式IGBT的结构而达到P-IGBT相应的效果；

3、本实用新型亦适用于其它高压元件相类似的架构。

附图说明

图1是穿通N⁺和P型区P-body结构的沟槽式IGBT结构示意图。

图2是现有技术穿通N⁺和P型区P-body的沟槽式IGBT结构示意图。

图3是穿通N⁺和P型区P-body和N层的沟槽式IGBT结构示意图。

图4是现有技术穿通N⁺和P型区P-body和N层的沟槽式IGBT结构示意图。

其中：1、主体P+Substrate   2、第一层外延缓冲层   3、第二层外延漂移层  4、P型区P-body  5、第三层外延层   6、沟槽    7、多晶硅   8、硼磷硅玻璃BPSG  9、铝层AL。

具体实施方式

图1和图3是本实用新型的最佳实施例。下面结合附图1和图3对本实用新型高效率沟槽式绝缘栅双极型晶体管IGBT做进一步描述。

实施例1    沟槽6穿通N⁺和P型区P-body 4在N层内结构