新型的低噪声低损耗IGBT的制作方法

新型的低噪声低损耗igbt
技术领域
1.本技术属于半导体领域，具体涉及一种新型的低噪声低损耗igbt。


背景技术：

2.一般的igbt器件由bjt管和mos管组成，是电压驱动式功率半导体器件，明显具有mos管控制端电压控制的优点，在相关的现有技术中igbt器件的结构比较固化，噪声或损耗问题明显存在，针对这种问题，在现有技术中有如图1所示的一种新型的igbt器件技术，该器件增加器件的表面电阻改善电流路径，降低器件开关过程中由于栅极电容反向充电导致的大位移电流，抑制传统结构的噪声，另一方面保留了传统结构的p型体区的结构，进而保留了传统结构正向导通压降与关断损耗的折中关系（也即在综合权衡下获得低损耗的效果），再如图1所示的，该器件的关键结构是第二p型体区8内设有高掺杂n型埋层9，且高掺杂n型埋层9位于第二p型体区8的表面下方，通过在第二p型体区表面引入高掺杂的n型埋层，其原理在于，由于阻断了空穴沿着第二p型体区表面及其两侧的多晶硅栅侧壁的流通路径，器件的表面电阻增大。但是实际上该技术中由于增加的n型埋层启动时没有明显的电场，也即实际上很少有电路通过该路径参与启动，所以整体上多数电流还是如更传统技术中一样保持原本的流向，也即器件表面电阻增大并不明显，栅极电容反向充电仍然很明显，所以，这种器件实际的去噪效果仍然不理想。


技术实现要素：

3.为了克服现有的技术存在的不足, 本技术提供一种新型的低噪声低损耗igbt，其包括n型漂移层，所述的n型漂移层底部依次设置n型缓冲层、p型注入层和集电氧层，所述的集电氧层用于引出集电极，其特征在于，所述的n型漂移层内两侧均开设p体层，每一个p体层内两侧均开设n型发射层，每一个p体层内的两个n型发射层顶部均连接发射极金属层，所述的发射极金属层向外引出发射极，每一个p体层边侧顶部均连接栅氧层且所述的栅氧层同时连接n型发射层和p体层的边侧；所述的栅氧层上设置多晶硅栅层，所述的多晶硅栅层向外引出栅极，两个靠近的p体层中间设置去噪n型层，且所述的去噪n型层最底部低于n型发射层的最底部，且所述的去噪n型层一端插入到p体层内另外一端位于n型漂移层内。
4.在优选地实施例中，所述的去噪n型层沿深度截面为l形，且l形去噪n型层对应的拐角处向外引出去噪极。
5.在优选地实施例中，所述的去噪n型层上部相邻设置去噪导出金属层，所述的去噪导出金属层与多晶硅栅层/栅氧层之间设置绝缘层；所述的去噪导出金属层用于向外引出去噪极。
6.优选地，所述的去噪n型层从高层到低层配置不同的掺杂浓度区域。
7.在优选地实施例中，所述的去噪极被配置仅在器件启动时具有有效信号。
8.进一步的在优选地实施例中，所述的去噪极被配置仅在器件启动时具有有效信号，有效信号的持续时间和信号大小配置如下：
对于同一类产品，在去噪极连接一个与栅极同型号的电容；在启动器件时获取去噪极所连接“与栅极同型号的电容”的输入端信号并且形成第一变化函数f1；在启动器件时获取其他的电极噪声信号并且形成等效变化函数f2；计算第一变化函数f1与等效变化函数f2的卷积函数f3，以卷积函数f3的负数值函数0
‑
f3作为配置函数，将配置函数转换为信号变化分布，信号变化分布包括信号的大小和持续时间；然后按照信号变化分布配置有效信号的持续时间和信号大小。
9.具体优选地，所述的获取去噪极所连接“与栅极同型号的电容”的输入端信号并且形成第一变化函数f1，具体是获取“与栅极同型号的电容”的输入端信号对时间变化的点值，然后将上述的点值拟合为连续的函数，该连续的函数即第一变化函数f1；所述的获取其他的电极噪声信号并且形成等效变化函数f2，具体是获取其他的电极具有表征作用的信号对时间变化的点值，然后将上述的点值拟合为连续的函数，该连续的函数即等效变化函数f2。
10.有益效果本技术的效果包括：本技术设置的去噪n型层能够明显的电场，而且在启动时本技术的去噪n型层附近的电场可以优先影响和导向电流的流向并且也相当于增加了器件表面的电阻，使得栅极在启动时的反向电流明显降低。更进一步地，本技术设置在l形去噪n型层对应的拐角处向外引出去噪极，所述的去噪极可以在启动时候直接将反向电流导出，因为在实施中通过去噪极可以直接在器件外侧配置大电场，大电场则可以高效将启动反向电流外导，完全不影响栅极的电容工作。更进一步地，本技术去噪极被配置仅在器件启动时具有有效信号，有效信号可以直接消除噪声信号对于各个电极的叠加影响。
附图说明
11.下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。
12.图1是现有技术中的一种igbt器件结构示意图。
13.图2是本技术的一种实施例整体结构示意图且具体是截面图。
14.图3是本技术一种实施例的部分结构示意图且具体是图1的一部分。
具体实施方式
15.下面结合具体实施例对本技术详细说明：在具体实施中，如图1所示的，本技术新型的低噪声低损耗igbt包括n型漂移层6，所述的n型漂移层6底部依次设置n型缓冲层4、p型注入层2和集电氧层1，所述的集电氧层1用于引出集电极，所述的n型漂移层6内两侧均开设p体层3，每一个p体层3内两侧均开设n型发射层5，每一个p体层3内的两个n型发射层5顶部均连接发射极金属层7，所述的发射极金属层7向外引出发射极，每一个p体层3边侧顶部均连接栅氧层10且所述的栅氧层10同时连接n型发射层5和p体层3的边侧；所述的栅氧层10上设置多晶硅栅层8，所述的多晶硅栅层8向外引出栅极，两个靠近的p体层3中间设置去噪n型层9，且所述的去噪n型层9最底部低于n型发射层5的最底部，且所述的去噪n型层9一端插入到p体层3内另外一端位于n型漂移层6内。在具体实施中，本技术设置的去噪n型层9能够明显的电场而且在启动时本技术的去噪n
型层9附近的电场可以优先影响和导向电流的流向并且也相当于增加了器件表面的电阻，使得栅极在启动时的反向电流明显降低。
16.而且作为一种优选的实施例，所述的去噪n型层9沿深度截面为l形，且l形去噪n型层9对应的拐角处向外引出去噪极。本技术设置在l形去噪n型层9对应的拐角处向外引出去噪极，所述的去噪极可以在启动时候直接将反向电流导出，因为在实施中通过去噪极可以直接在器件外侧配置大电场，大电场则可以高效将启动反向电流外导，完全不影响栅极的电容工作。
17.在具体的实施中，如图2所示的，所述的去噪n型层9上部相邻设置去噪导出金属层12，所述的去噪导出金属层12与多晶硅栅层8/栅氧层10之间设置绝缘层11；所述的去噪导出金属层12用于向外引出去噪极。实施中本技术将多晶硅栅层8/去噪n型层9通过绝缘层11与去噪导出金属层12绝缘，这样在实施中去噪极外导电流时完全不会有多余电流到达栅极。
18.更加具体的实施中，为了获得更好的折中关系，实施中所述的去噪n型层9从高层到低层配置不同的掺杂浓度区域。这样在实施中通过配置去噪n型层9可以兼得低功耗和低噪声的双效果，并且还可以进一步使得去噪n型层9外导电流时可以形成更加灵活和可控的电场，并且使得外导电流可行且平衡其效果。
19.在实施中，所述的去噪极被配置仅在器件启动时具有有效信号。这样器件在正常工作中配置的去噪n型层9几乎不对器件工作造成影响而且多余的电极也不会影响造成的工作，并且值得注意的是，一般仅仅在低噪要求极高的情况下才会使得去噪极发挥效果。
20.所述的去噪极被配置仅在器件启动时具有有效信号，有效信号的持续时间和信号大小配置如下：对于同一类产品，在去噪极连接一个与栅极同型号的电容；这样在实施中可以为获取真实的栅极电容的噪声信号情况做支持，在启动器件时获取去噪极所连接“与栅极同型号的电容”的输入端信号并且形成第一变化函数f1；第一变化函数f1至少表征了在较短的启动时间内噪声信号对于栅极的直接影响情况，在启动器件时获取其他的电极噪声信号并且形成等效变化函数f2；等效变化函数f2直接表征了在较短的启动时间内噪声信号对于其他电极的影响情况；然后计算第一变化函数f1与等效变化函数f2的卷积函数f3，卷积函数f3表征了噪声信号对于各个电极的叠加影响，然后以卷积函数f3的负数值函数0
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f3作为配置函数，配置函数直接表征了能够消除对各个电极叠加影响的信号变化情况，然后将配置函数转换为信号变化分布，信号变化分布包括信号的大小和持续时间；然后按照信号变化分布配置有效信号的持续时间和信号大小。可见有效信号可以直接消除噪声信号对于各个电极的叠加影响。
21.在具体实施中，所述的获取去噪极所连接“与栅极同型号的电容”的输入端信号并且形成第一变化函数f1，具体是获取“与栅极同型号的电容”的输入端信号对时间变化的点值，然后将上述的点值拟合为连续的函数，该连续的函数即第一变化函数f1；在具体实施中，所述的获取其他的电极噪声信号并且形成等效变化函数f2，具体是获取其他的电极具有表征作用的信号对时间变化的点值，然后将上述的点值拟合为连续的函数，该连续的函数即等效变化函数f2。
22.可以理解的以上的实施例仅是本技术比较优选的实施例，所有在本技术要求范围
内的实施例都应当是本技术的保护实施例。