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CN103165673B - 一种沟槽型绝缘栅场效应管 - Google Patents

一种沟槽型绝缘栅场效应管 Download PDF

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CN103165673B
CN103165673B CN201110422748.7A CN201110422748A CN103165673B CN 103165673 B CN103165673 B CN 103165673B CN 201110422748 A CN201110422748 A CN 201110422748A CN 103165673 B CN103165673 B CN 103165673B
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苗彬彬
苏庆
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Shanghai Huahong Grace Semiconductor Manufacturing Corp
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Abstract

本发明公开了一种沟槽型绝缘栅场效应管，包括N型外延层下形成有P型注入层，N型外延层上部形成有沟槽，沟槽内形成有栅氧化层和多晶硅栅，沟槽两侧形成有P型阱和N型有源区，N型有源区位于P阱上方，其中，N型有源区中形成有圆形镂空结构，层间氧化介质形成于沟槽、圆形镂空结构和N型有源区上方，接触孔下方具有P型注入区，接触孔穿过层间氧化介质将N型有源区和P型注入区连出。本发明的沟槽型绝缘栅场效应管减小了寄生的NPN的基极电阻RB，同时减小了寄生晶闸管NPN发射极的面积，从而降低了寄生晶闸管闩锁效应的发生几率。

Description

一种沟槽型绝缘栅场效应管
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，特别是涉及一种沟槽型绝缘栅场效应管。
背景技术
一种传统沟槽型绝缘栅场效应管(IGBT)结构(如图1、图2所示)，N型有源区通常采用长条形，接触孔位于P型有源区和N型有源区上方，接触孔下方N型有源区和P型有源区具有重合区域。在传统结构中，由于P型有源区与N型有源区的重合增大了寄生晶闸管发射极面积，寄生晶闸管的β变大，从而增加了闩锁效应的发生几率。而闩锁的后果是IGBT失去栅控能力，器件无法自行关断，甚至由于正反馈形成的大电流会使IGBT永久性烧毁。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能降低绝缘栅场效应管寄生晶闸管闩锁效应发生几率的沟槽型绝缘栅场效应管。
为解决上述技术问题，本发明的沟槽型绝缘栅场效应管，包括：一种沟槽型绝缘栅场效应管，包括N型外延层下形成有P型注入层，N型外延层上部形成有沟槽，沟槽内形成有栅氧化层和多晶硅栅，沟槽两侧形成有P型阱和N型有源区，N型有源区位于P阱上方，其特征是：N型有源区中形成有圆形镂空结构，层间氧化介质形成于沟槽、圆形镂空结构和N型有源区上方，接触孔下方具有P型注入区，接触孔穿过层间氧化介质将N型有源区和P型注入区连出。
所述圆形镂空结构直径范围为1um至10um。
所述圆形镂空结构具有P型杂质。
沟槽的栅氧化层和多晶硅构成本发明场效应管的栅极；沟槽两侧的P型阱内分别有一个N型有源区作为沟槽型场效应管的源极；N型有源区中具有一个P型注入区用于P型阱的接出，在外部与源极相连；N型外延层的下方有一层P型的注入层，作为本发明场效应管的漏极。
由于N型有源区需要通过接触孔接出，P阱需通过P型注入区和接触孔接出，所以在接触孔下方必须有N型有源区和P型注入区，由于原结构中P型注入区和接触孔共用同一张版制作，如果将传统结构中的P型有源区面积单纯扩大，则无法将N型有源区接出。当P型有源区采用圆形镂空结构后，能解决将P型有源区扩大后N型有源区无法接出的问题。本发明的沟槽型绝缘栅场效应管减小了寄生的NPN的基极电阻RB，同时减小了寄生晶闸管NPN发射极的面积，从而降低了寄生晶闸管闩锁效应的发生几率。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是一种传统沟槽型绝缘栅场效应管的俯视图。
图2是图1沿线段A-A的侧视图。
图3是本发明沟槽型绝缘栅场效应管第一实施例的俯视图。
图4是图3沿线段B-B的侧视图。
具体实施方式
如图3、图4所示，本发明沟槽型绝缘栅场效应管第一实施例包括：N型外延层下形成有P型注入层，N型外延层上部形成有沟槽，沟槽内形成有栅氧化层和多晶硅栅，沟槽两侧形成有P型阱和N型有源区，N型有源区位于P阱上方，其中，N型有源区中形成有圆形镂空结构，所述圆形镂空结构不掺杂，所述圆形镂空结构直径范围为1um，层间氧化介质形成于沟槽、圆形镂空结构和N型有源区上方，接触孔下方具有P型注入区，接触孔穿过层间氧化介质将N型有源区和P型注入区连出。
本发明沟槽型绝缘栅场效应管第二实施例中，所述圆形镂空结构直径范围为10um，所述圆形镂空结构具有P型杂质(其余结构与第一实施例相同)。
以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种沟槽型绝缘栅场效应管，包括N型外延层下形成有P型注入层，N型外延层上部形成有沟槽，沟槽内形成有栅氧化层和多晶硅栅，沟槽两侧形成有P型阱和N型有源区，N型有源区位于P阱上方，其特征是：N型有源区中形成有圆形镂空结构，层间氧化介质形成于沟槽、圆形镂空结构和N型有源区上方，接触孔下方具有P型注入区，接触孔穿过层间氧化介质将N型有源区和P型注入区连出。
2.如权利要求1所述的沟槽型绝缘栅场效应管，其特征是：所述圆形镂空结构直径范围为1um至10um。
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Applicant before: Shanghai Huahong NEC Electronics Co., Ltd.

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