一种带载流子存储层的沟槽式IGBT结构的制作方法

一种带载流子存储层的沟槽式igbt结构
技术领域
1.本实用新型涉及igbt技术领域，具体为一种带载流子存储层的沟槽式igbt结构。


背景技术：

2.igbt作为新型电力半导体场控自关断器件，集功率mosfet的高速性能与双极性器件的低电阻于一体，具有输进阻抗高，电压控制功耗低，控制电路简单，耐高压，承受电流大等特性，在各种电力变换中获得极广泛的应用。
3.在现有技术中，随着应用功率不断增加，导致igbt导通功耗也不断升高，使得难以实现对内部有效改进的同时，达到igbt降低导通功耗作用。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种带载流子存储层的沟槽式igbt结构，具备增加深p型阱以及n型载流子存储层的作用使得降低沟槽底部电场、导通功耗的优点，解决了传统技术上存在igbt导通功耗较高的问题。
5.本实用新型提供如下技术方案：一种带载流子存储层的沟槽式igbt结构，包括集电极金属和p+集电极：
6.所述集电极金属的上方设有n型衬底，所述n型衬底的内部设有有规律排布的沟槽，所述沟槽的侧边设有深p型阱以及n型载流子存储层，所述沟槽的中上位置附近设有浅p型阱，且浅p型阱内置有n+发射区与p+型短路区，所述p型阱的上方设有栅极氧化层与保护氧化层以及发射极金属，所述栅极氧化层的上方设有栅极多晶层，所述保护氧化层与发射极金属位于栅极氧化层的上方。
7.优选的，所述沟槽的底部设有深p型阱，所述n型载流子存储层位于沟槽的中下部位置。
8.与现有技术对比，本实用新型具备以下有益效果：
9.该带载流子存储层的沟槽式igbt结构，通过两次注入和一次退火的有效作用下，使得在沟槽底部增加深p型阱，以及沟槽中下位置增加n型载流子存储层，能够有效提高沟道跨导的效果，并使得通过沟槽零度角注入十一次方剂量硼杂质，小角度注入十二次方剂量磷杂质的共同作用下，能够在退火后形成n型载流子存储层，使得整体相互作用下，共同起到良好降低igbt导通功耗的作用。
附图说明
10.图1为本实用新型结构示意图；
11.图2为本实用新型结构后视图；
12.图3为本实用新型结构俯视图；
13.图4为本实用新型结构局部剖视图；
14.图5为本实用新型结构剖视图。
15.图中：1、集电极金属；2、p+集电极；3、n型衬底；4、硬掩膜；5、沟槽；6、n型载流子存储层；7、栅极氧化层；8、栅极多晶层；9、p型阱；10、n+发射区；11、p+型短路区；12、保护氧化层；13、发射极金属。
具体实施方式
16.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
17.请参阅图1-5，一种带载流子存储层的沟槽式igbt结构，包括集电极金属1和p+集电极2：
18.集电极金属1的上方设有n型衬底3，n型衬底3的内部设有有规律排布的沟槽5，沟槽5的侧边设有深p型阱9以及n型载流子存储层6，沟槽5的中上位置附近设有浅p型阱9，且浅p型阱9内置有n+发射区10与p+型短路区11，p型阱9的上方设有栅极氧化层7与保护氧化层12以及发射极金属13，栅极氧化层7的上方设有栅极多晶层8，保护氧化层12与发射极金属13位于栅极氧化层7的上方。
19.其中；沟槽5的底部设有深p型阱9，n型载流子存储层6位于沟槽5的中下部位置。
20.工作原理，本igbt结构在使用前，利用对其制造的具体步骤进行制造并有效使用工作，本igbt结构及其制造方法在使用时，利用两次注入和一次退火的有序工作，得以在沟槽5底部增加深p型阱9，以及沟槽5中下位置增加n型载流子存储层6，并利用沟槽5零度角注入十一次方剂量硼杂质，小角度注入十二次方剂量磷杂质两步方式的作用下，能够在退火后形成n型载流子存储层6，使得整体相互作用起到良好降低igbt导通功耗的作用，克服传统技术上igbt导通功耗较高的问题，本igbt结构及其制造方法在使用完成后，使得整体停止工作的同时，对整体进行有效封存效果。
21.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。


技术特征：
1.一种带载流子存储层的沟槽式igbt结构，其特征在于，包括集电极金属(1)和p+集电极(2)：所述集电极金属(1)的上方设有n型衬底(3)，所述n型衬底(3)的内部设有有规律排布的沟槽(5)，所述沟槽(5)的侧边设有深p型阱(9)以及n型载流子存储层(6)，所述沟槽(5)的中上位置附近设有浅p型阱(9)，且浅p型阱(9)内置有n+发射区(10)与p+型短路区(11)，所述p型阱(9)的上方设有栅极氧化层(7)与保护氧化层(12)以及发射极金属(13)，所述栅极氧化层(7)的上方设有栅极多晶层(8)，所述保护氧化层(12)与发射极金属(13)位于栅极氧化层(7)的上方。2.根据权利要求1所述的一种带载流子存储层的沟槽式igbt结构，其特征在于：所述沟槽(5)的底部设有深p型阱(9)，所述n型载流子存储层(6)位于沟槽(5)的中下部位置。

技术总结
本实用新型涉及IGBT技术领域，且公开了一种带载流子存储层的沟槽式IGBT结构，包括集电极金属和p+集电极：集电极金属的上方设有n型衬底，n型衬底的内部设有有规律排布的沟槽，沟槽的侧边设有深p型阱以及n型载流子存储层，沟槽的中上位置附近设有浅p型阱。该带载流子存储层的沟槽式IGBT结构，通过两次注入和一次退火的有效作用下，使得在沟槽底部增加深p型阱，以及沟槽中下位置增加n型载流子存储层，能够有效提高沟道跨导的效果，并使得通过沟槽零度角注入十一次方剂量硼杂质，小角度注入十二次方剂量磷杂质的共同作用下，能够在退火后形成n型载流子存储层，使得整体相互作用下，起到降低IGBT导通功耗的作用。低IGBT导通功耗的作用。低IGBT导通功耗的作用。


技术研发人员：王丕龙 张永利 王新强 刘文
受保护的技术使用者：青岛佳恩半导体科技有限公司
技术研发日：2021.07.22
技术公布日：2022/2/8