0后，可移除P型基極層140與N型集電極層150中的待移除部分140a、150a，以暴露出N型緩沖層170中相應(yīng)的暴露部分170a。在一實(shí)施例中，P型基極層140與N型集電極層150中的待移除部分140a與150a例如是可通過(guò)刻蝕(etch)工藝移除。
[0069]參照?qǐng)D2D，接著，可提供P型摻質(zhì)至N型緩沖層170中的暴露部分170a，其中暴露部分170a可相應(yīng)于圖2B中的待移除部分140a以及150a，以使此一暴露部分170a成為P型集電極層160。在一實(shí)施例中，P型集電極層160例如是通過(guò)注入(implantat1n)工藝及擴(kuò)散(diffus1n)工藝形成。在一實(shí)施例中，注入工藝與前述刻蝕工藝所使用的遮罩可為同一遮罩，以節(jié)省重新制作遮罩成本與時(shí)間。
[0070]接著，可形成集電極電極110于P型集電極層160與N型集電極層150之下(參照?qǐng)D1)，并使集電極電極110分別實(shí)體及電性上接觸P型基極層140、p型集電極層160與N型集電極層150。
[0071]通過(guò)上述的制造方法，即可簡(jiǎn)便地制成前述具有較低能量損耗及關(guān)斷(截止)延遲時(shí)間的絕緣柵雙極晶體管100。
[0072]此外，當(dāng)注意到，在上述制造方法中，具體的細(xì)節(jié)可參照前一實(shí)施例，在此不贅述。
[0073]以下將通過(guò)圖3-5對(duì)絕緣柵雙極晶體管100的特性進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明。其中，圖3-5中的量測(cè)結(jié)果皆是針對(duì)單一元件(unit cell，例如可為圖1的結(jié)構(gòu))進(jìn)行量測(cè)。
[0074]參照?qǐng)D3，圖3為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的絕緣柵雙極晶體管100、比較例I的絕緣柵雙極晶體管、以及比較例II的逆導(dǎo)絕緣柵雙極晶體管(RC-1GBT)的崩潰電壓(breakdownvoltage)所繪示的比較圖。曲線C1代表本發(fā)明此一實(shí)施例的絕緣柵雙極晶體管100在截止?fàn)顟B(tài)(off state)下的電壓-電流關(guān)系。曲線C2代表比較例I的絕緣柵雙極晶體管在截止?fàn)顟B(tài)下的電壓與電流關(guān)系。曲線C22代表比較例II逆導(dǎo)絕緣柵雙極晶體管在截止?fàn)顟B(tài)下的電壓與電流關(guān)系。如圖所示，本發(fā)明此一實(shí)施例的絕緣柵雙極晶體管100的崩潰電壓(約1.34kV)與比較例I的絕緣柵雙極晶體管的崩潰電壓(約1.29kV)及比較例II的逆導(dǎo)絕緣柵雙極晶體管的崩潰電壓(約1.355kV)相比相差不大。其中，在進(jìn)行此一量測(cè)時(shí)，施加于本發(fā)明此一實(shí)施例的絕緣柵雙極晶體管100、比較例I的絕緣柵雙極晶體管以及比較例II的逆導(dǎo)絕緣柵雙極晶體管的柵極的電壓皆為0V。
[0075]參照?qǐng)D4，圖4為根據(jù)前述實(shí)施例的絕緣柵雙極晶體管100、比較例I的絕緣柵雙極晶體管、以及比較例II的逆導(dǎo)絕緣柵雙極晶體管的電壓-電流關(guān)系所繪示的比較圖。曲線C3代表本發(fā)明此一實(shí)施例的絕緣柵雙極晶體管100在導(dǎo)通狀態(tài)下的電壓-電流關(guān)系。曲線C4代表比較例I的絕緣柵雙極晶體管在導(dǎo)通狀態(tài)下的電壓與電流關(guān)系。曲線C44代表比較例II逆導(dǎo)絕緣柵雙極晶體管在導(dǎo)通狀態(tài)下的電壓與電流關(guān)系。如圖所示，比較例II的逆導(dǎo)絕緣柵雙極晶體管出現(xiàn)負(fù)微分電阻現(xiàn)象。相對(duì)地，本發(fā)明此一實(shí)施例的絕緣柵雙極晶體管100與比較例I的絕緣柵雙極晶體管并未出現(xiàn)負(fù)微分電阻現(xiàn)象。其中，在進(jìn)行此一量測(cè)時(shí)，施加于本發(fā)明此一實(shí)施例的絕緣柵雙極晶體管100、比較例I的絕緣柵雙極晶體管以及比較例II的逆導(dǎo)絕緣柵雙極晶體管的柵極的電壓皆為15V。
[0076]參照?qǐng)D5，圖5為根據(jù)前述實(shí)施例的絕緣柵雙極晶體管100、比較例I的絕緣柵雙極晶體管、以及比較例II的逆導(dǎo)絕緣柵雙極晶體管的順向?qū)妷?forward turn-onvoltage)與截止延遲時(shí)間的相應(yīng)關(guān)系所繪示的比較圖。曲線C5代表本發(fā)明此一實(shí)施例的絕緣柵雙極晶體管100在具有不同順向?qū)ㄆ珘合碌慕刂寡舆t時(shí)間。曲線C6代表比較例I的絕緣柵雙極晶體管在具有不同順向?qū)ㄆ珘合碌慕刂寡舆t時(shí)間。曲線C66代表比較例II逆導(dǎo)絕緣柵雙極晶體管在具有不同順向?qū)ㄆ珘合碌慕刂寡舆t時(shí)間。如圖所示，在相同的順向?qū)ㄆ珘合?，本發(fā)明此一實(shí)施例的絕緣柵雙極晶體管100具有最短的截止延遲時(shí)間。
[0077]雖然本發(fā)明已以實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種絕緣柵雙極晶體管，其特征在于，該絕緣柵雙極晶體管包括: 一發(fā)射極電極； 一集電極電極，其中該發(fā)射極電極與該集電極電極分別位于該絕緣柵雙極晶體管的相對(duì)兩側(cè)； 一第一導(dǎo)電型態(tài)的集電極層，接觸該集電極電極的一第一表面； 一第二導(dǎo)電型態(tài)的摻雜層，覆蓋該第一導(dǎo)電型態(tài)的集電極層； 一第二導(dǎo)電型態(tài)的集電極層，接觸該集電極電極的一第二表面，其中該第一導(dǎo)電型態(tài)的集電極層與該第二導(dǎo)電型態(tài)的集電極層交替設(shè)置；以及 一第一導(dǎo)電型態(tài)的基極層，用以阻隔該第二導(dǎo)電型態(tài)的集電極層與該第一導(dǎo)電型態(tài)的集電極層。2.如權(quán)利要求1所述的絕緣柵雙極晶體管，其特征在于，該第一導(dǎo)電型態(tài)的基極層的摻雜濃度低于該第一導(dǎo)電型態(tài)的集電極層的摻雜濃度。3.如權(quán)利要求1所述的絕緣柵雙極晶體管，其特征在于，該第一導(dǎo)電型態(tài)的集電極層與該集電極電極的一第三表面的一第一間距大于該第二導(dǎo)電型態(tài)的集電極層與該集電極電極的該第三表面的一第二間距。4.如權(quán)利要求1所述的絕緣柵雙極晶體管，其特征在于，該第一導(dǎo)電型態(tài)的基極層在該集電極電極的一第三表面上的正投影大于或等于該第二導(dǎo)電型態(tài)的集電極層在該集電極電極的該第三表面上的正投影。5.如權(quán)利要求1所述的絕緣柵雙極晶體管，其特征在于，該第一導(dǎo)電型態(tài)的集電極層在該集電極電極的一第三表面上的正投影與該第二導(dǎo)電型態(tài)的集電極層在該集電極電極的該第三表面上的正投影的面積比為4:1。6.如權(quán)利要求1所述的絕緣柵雙極晶體管，其特征在于，該第二導(dǎo)電型態(tài)的摻雜層包括一第二導(dǎo)電型態(tài)的緩沖層和一第二導(dǎo)電型態(tài)的漂移層，且該第二導(dǎo)電型態(tài)的緩沖層覆蓋該第一導(dǎo)電型態(tài)的集電極層。7.如權(quán)利要求1所述的絕緣柵雙極晶體管，其特征在于，該第一導(dǎo)電型態(tài)的基極層接觸該集電極電極的該第二表面。8.如權(quán)利要求1-7中任一者所述的絕緣柵雙極晶體管，其特征在于，當(dāng)該第一導(dǎo)電型態(tài)為P型時(shí)，該第二導(dǎo)電型態(tài)為N型；當(dāng)該第一導(dǎo)電型態(tài)為N型時(shí)，該第二導(dǎo)電型態(tài)為P型。9.一種絕緣柵雙極晶體管的制造方法，其特征在于，該制造方法包括: 提供一主體，其中該主體包括一第二導(dǎo)電型態(tài)的摻雜層； 形成一第一導(dǎo)電型態(tài)的基極層； 形成一第二導(dǎo)電型態(tài)的集電極層，其中該第一導(dǎo)電型態(tài)的基極層介于該第二導(dǎo)電型態(tài)的集電極層與該第二導(dǎo)電型態(tài)的摻雜層之間； 形成一第一導(dǎo)電型態(tài)的集電極層，其中該第二導(dǎo)電型態(tài)的摻雜層覆蓋該第一導(dǎo)電型態(tài)的集電極層，且該第一導(dǎo)電型態(tài)的集電極層與該第二導(dǎo)電型態(tài)的集電極層交替設(shè)置；以及形成一集電極電極，其中該集電極電極的一第一表面接觸該第一導(dǎo)電型態(tài)的集電極層，該集電極電極的一第二表面接觸該第二導(dǎo)電型態(tài)的集電極層。10.如權(quán)利要求9所述的制造方法，其特征在于，形成該第一導(dǎo)電型態(tài)的集電極層的步驟還包括: 移除該第一導(dǎo)電型態(tài)的基極層以及該第二導(dǎo)電型態(tài)的集電極層的一待移除部分，以暴露該第二導(dǎo)電型態(tài)的摻雜層相應(yīng)的一暴露部分；以及 提供第一導(dǎo)電型態(tài)的摻質(zhì)至該第二導(dǎo)電型態(tài)的摻雜層中相應(yīng)的該暴露部分，以形成該第一導(dǎo)電型態(tài)的集電極層。11.如權(quán)利要求9所述的制造方法，其特征在于，該第一導(dǎo)電型態(tài)的基極層的摻雜濃度低于該第一導(dǎo)電型態(tài)的集電極層的摻雜濃度。12.如權(quán)利要求9所述的制造方法，其特征在于，該第一導(dǎo)電型態(tài)的集電極層與該集電極電極的一第三表面的一第一間距大于該第二導(dǎo)電型態(tài)的集電極層與該集電極電極的該第三表面的一第二間距。13.如權(quán)利要求9-12中任一者所述的制造方法，其特征在于，該第一導(dǎo)電型態(tài)的基極層接觸該集電極電極的該第二表面，以及該第一表面與該第二表面不在相同的水平面上。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明實(shí)施例提供了一種絕緣柵雙極晶體管及其制造方法，絕緣柵雙極晶體管包括發(fā)射極電極、集電極電極、第一導(dǎo)電型態(tài)的集電極層、第二導(dǎo)電型態(tài)的摻雜層、第二導(dǎo)電型態(tài)的集電極層以及第一導(dǎo)電型態(tài)的基極層。發(fā)射極電極與集電極電極分別位于絕緣柵雙極晶體管的相對(duì)兩側(cè)。第一導(dǎo)電型態(tài)的集電極層接觸集電極電極的第一表面。第二導(dǎo)電型態(tài)的摻雜層覆蓋該第一導(dǎo)電型態(tài)的集電極層。第二導(dǎo)電型態(tài)的集電極層接觸集電極電極的第二表面。第一導(dǎo)電型態(tài)的集電極層與第二導(dǎo)電型態(tài)的集電極層交替設(shè)置。第一導(dǎo)電型態(tài)的基極層用以阻隔第二導(dǎo)電型態(tài)的集電極層與第一導(dǎo)電型態(tài)的集電極層。
【IPC分類(lèi)】H01L21/331, H01L29/739
【公開(kāi)號(hào)】CN105304694
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410507503
【發(fā)明人】陳魯夫, 陳柏安
【申請(qǐng)人】新唐科技股份有限公司
【公開(kāi)日】2016年2月3日
【申請(qǐng)日】2014年9月28日