БИПОЛЯРНЫЙ ТРАНЗИСТОР С ИЗОЛИРОВАННЫМ ЗАТВОРОМ (IGBT) И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ

1. Биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT) на полупроводниковой подложке, характеризующийся тем, что содержит:
эмиттерную область n-типа, которая формируется в такой зоне, чтобы выходить на верхнюю поверхность полупроводниковой подложки;
верхнюю область подложки p-типа, которая формируется ниже эмиттерной области;
плавающую область n-типа, которая формируется ниже верхней области подложки и отделена от эмиттерной области верхней областью подложки;
нижнюю область подложки p-типа, которая формируется ниже плавающей области и отделена от верхней области подложки плавающей областью;
канал, который формируется в верхней поверхности полупроводниковой подложки и проходит сквозь эмиттерную область, верхнюю область подложки, плавающую область и нижнюю область подложки;
изолирующую пленку затвора, покрывающую внутреннюю поверхность канала; и
электрод затвора, расположенный внутри канала, в котором
когда распределение концентрации примесей p-типа в верхней области подложки и в плавающей области, которые расположены ниже эмиттерной области, рассматривается по толщине полупроводниковой подложки, концентрация примесей p-типа снижается по мере увеличения расстояния сверху вниз от верхней границы верхней области подложки, расположенной ниже эмиттерной области, и принимает значение локального минимума на заданной глубине плавающей области.
2. Биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT) по п. 1, отличающийся тем, что
когда распределение концентрации примесей n-типа в плавающей области рассматривается по толщине полупроводниковой подложки, значение локального максимума концентрации примесей n-типа в плавающей области отсутствует.
3. Биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT) по п. 1, отличающийся тем, что
плавающая область формируется в виде эпитаксиального слоя.
4. Биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT) по п. 1, отличающийся тем, что
когда распределение концентрации примесей p-типа в нижней области подложки рассматривается по толщине полупроводниковой подложки, значение локального максимума концентрации примесей p-типа имеет место в нижней области подложки.
5. Биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT) по п. 1, отличающийся тем, что
ширина плавающей области вдоль направления толщины полупроводниковой подложки является большей в зоне контакта с изолирующей пленкой затвора, чем в зоне, удаленной от изолирующей пленки затвора.
6. Биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT) по п. 1, отличающийся тем, что
нижняя граница нижней области подложки расположена в зоне контакта с изолирующей пленкой затвора ниже, чем в зоне, удаленной от изолирующей пленки затвора.
7. Способ изготовления биполярного транзистора с изолированным затвором (IGBT), характеризующийся тем, что включает:
процесс формирования эмиттерной области n-типа в такой зоне, чтобы выходить на верхнюю поверхность полупроводниковой подложки;
процесс формирования верхней области подложки p-типа ниже диапазона глубин эмиттерной области имплантацией примесей p-типа в верхнюю поверхность полупроводниковой подложки таким образом, чтобы примеси p-типа задерживались в пределах диапазона глубин эмиттерной области, и диффузией имплантированных примесей p-типа;
процесс формирования плавающей области n-типа ниже диапазона глубин верхней области подложки имплантацией примесей n-типа в верхнюю поверхность полупроводниковой подложки таким образом, чтобы примеси n-типа задерживались в пределах диапазона глубин эмиттерной области, и диффузией имплантированных примесей n-типа;
процесс формирования канала в верхней поверхности полупроводниковой подложки и формирования изолирующей пленки затвора, покрывающей внутреннюю поверхность канала, а также электрода затвора, расположенного в канале; и
процесс формирования нижней области p-типа подложки ниже диапазона глубин плавающей области имплантацией примесей p-типа в верхнюю поверхность полупроводниковой подложки таким образом, чтобы примеси p-типа задерживались на глубине ниже диапазона глубин плавающей области, после формирования канала, изолирующей пленки затвора и электрода затвора, при этом
после выполнения соответствующих операций канал расположен таким образом, что он проходит через эмиттерную область, верхнюю область подложки, плавающую область и нижнюю область подложки.
8. Способ изготовления по п. 7, отличающийся тем, что
процесс формирования верхней области подложки и процесс формирования плавающей области осуществляют раньше, чем процесс формирования канала, изолирующей пленки затвора и электрода затвора.
9. Способ изготовления по п. 7, отличающийся тем, что
примеси p-типа имплантируют в полупроводниковую подложку в процессе формирования нижней области подложки, когда имеется верхняя поверхность электрода затвора, расположенная ниже верхней поверхности полупроводниковой подложки.
10. Способ изготовления биполярного транзистора с изолированным затвором (IGBT), характеризующийся тем, что включает:
процесс наращивания эпитаксиального слоя полупроводника n-типа на верхней поверхности основной подложки;
процесс формирования эмиттерной области n-типа в такой зоне, чтобы выходить на верхнюю поверхность эпитаксиального слоя;
процесс формирования верхней области подложки p-типа ниже диапазона глубин эмиттерной области имплантацией примесей p-типа в верхнюю поверхность эпитаксиального слоя таким образом, чтобы примеси p-типа задерживались в пределах диапазона глубин эмиттерной области, и диффузией имплантированных примесей p-типа;
процесс формирования канала в верхней поверхности эпитаксиального слоя и формирования изолирующей пленки затвора, покрывающей внутреннюю поверхность канала, а также электрода затвора, расположенного в канале; и
процесс формирования нижней области подложки p-типа в основной подложке после формирования канала, изолирующей пленки затвора и электрода затвора имплантацией примесей p-типа в верхнюю поверхность эпитаксиального слоя таким образом, чтобы примеси p-типа задерживались в основной подложке, при этом
после выполнения соответствующих процессов эпитаксиальный слой n-типа остается между верхней областью подложки и в нижней областью подложки, чтобы образовать плавающую область, а канал расположен таким образом, что он проходит через эмиттерную область, верхнюю область подложки, плавающую область и нижнюю область подложки.
11. Способ изготовления по п. 10, отличающийся тем, что
процесс формирования верхней области подложки осуществляется раньше, чем процесс формирования канала, изолирующей пленки затвора и электрода затвора.
12. Способ изготовления по п. 10, отличающийся тем, что
примеси p-типа имплантируют в полупроводниковую подложку в процессе формирования нижней области подложки, когда имеется верхняя поверхность электрода затвора, расположенная ниже верхней поверхности полупроводниковой подложки.