本公开涉及半导体，尤其涉及一种绝缘栅双极晶体管、其制作方法及电子装置。
背景技术：
1、绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolartransistor，igbt)，是由双极性晶体管(bjt)和金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，同时结合了bjt和mosfet的低导通电阻和高耐压特性，还具有电压控制、输入阻抗大、驱动功率小、导通电阻小、开关损耗低等多中优异特性，被广泛应用于中、大功率电力电子系统。
技术实现思路
1、本公开实施例提供一种绝缘栅双极晶体管、其制作方法及电子装置，用以解决提高绝缘栅双极晶体管的可靠性。
2、本公开实施例提供的绝缘栅双极晶体管、其制作方法及电子装置，具体方案如下：
3、一方面，本公开实施例提供的一种绝缘栅双极晶体管，包括至少一个元胞结构，所述元胞结构包括：
4、第一n-漂移层；
5、第二n型掺杂漂移层，位于所述第一n-漂移层的一侧；
6、p-阱层，位于所述第二n型掺杂漂移层远离所述第一n-漂移层的一侧；
7、n+发射极，位于所述p-阱层远离所述第二n型掺杂漂移层的一侧；
8、沟槽，贯穿所述n+发射极、所述p-阱层和所述第二n型掺杂漂移层，所述沟槽包括第一沟槽；
9、栅极，包括位于所述第一沟槽内的第一栅极；
10、栅绝缘层，至少自所述第一沟槽与所述第一栅极之间延伸至所述n+发射极远离所述p-阱层的一侧；
11、p-保护层，包括第一p-结构，所述第一p-结构包括第一底部、第一台面部、以及连接所述第一底部和所述第一台面部的第一连接部；其中，所述第一底部位于所述第一沟槽的底面与所述栅绝缘层之间，所述第一连接部位于所述第一沟槽的侧面与所述栅绝缘层之间，所述第一台面部位于所述n+发射极与所述栅绝缘层之间。
12、在一些实施例中，在本公开实施例提供的上述绝缘栅双极晶体管中，所述第二n型掺杂漂移层为n+漂移层；或者，所述第二n型掺杂漂移层为与所述第一n-漂移层一体设置的第二n-漂移层。
13、在一些实施例中，在本公开实施例提供的上述绝缘栅双极晶体管中，所述元胞结构还包括位于所述栅极远离所述第一底部一侧、并与所述第一栅极相互绝缘的发射极金属层；
14、所述栅绝缘层和所述p-保护层包括连通设置的接触孔，所述发射极金属层经由所述接触孔填充至所述n+发射极或所述p-阱层。
15、在一些实施例中，在本公开实施例提供的上述绝缘栅双极晶体管中，所述元胞结构还包括p+结构，所述p+结构在所述接触孔处与所述发射极金属层接触、并至少部分嵌入所述p-阱层。
16、在一些实施例中，在本公开实施例提供的上述绝缘栅双极晶体管中，所述沟槽还包括位于所述第一沟槽至少一侧的第二沟槽，所述栅极还包括位于所述第二沟槽内的第二栅极，所述第二栅极与所述发射极金属层相互接触。
17、在一些实施例中，在本公开实施例提供的上述绝缘栅双极晶体管中，所述栅绝缘层还自所述第二沟槽与所述第二栅极之间延伸至所述n+发射极远离所述p-阱层的一侧；
18、所述p-保护层还包括第二p-结构，所述第二p-结构包括第二底部、第二台面部、以及连接所述第二底部和所述第二台面部的第二连接部；其中，所述第二底部位于所述第二沟槽的底面与所述栅绝缘层之间，所述第二连接部位于所述第二沟槽的侧面与所述栅绝缘层之间，所述第二台面部位于所述n+发射极与所述栅绝缘层之间。
19、在一些实施例中，在本公开实施例提供的上述绝缘栅双极晶体管中，所述栅绝缘层仅自所述第一沟槽与所述第一栅极之间延伸至所述n+发射极远离所述p-阱层的一侧；
20、所述p-保护层还包括第二p-结构，所述第二p-结构包括第二底部、第二台面部、以及连接所述第二底部和所述第二台面部的第二连接部，所述第二底部位于所述第二沟槽的底面与所述第二栅极之间，所述第二连接部位于所述第二沟槽的侧面与所述第二栅极之间，所述第二台面部位于所述n+发射极与所述发射极金属层之间。
21、在一些实施例中，在本公开实施例提供的上述绝缘栅双极晶体管中，所述元胞结构还包括p-埋层，所述p-埋层与所述第二p-结构接触、并嵌入所述第一n-漂移层。
22、在一些实施例中，在本公开实施例提供的上述绝缘栅双极晶体管中，以每相邻多个所述元胞结构为一个周期，同一周期的部分所述元胞结构还包括位于所述第一n-漂移层远离所述第二n型掺杂漂移层一侧的p+集电极。
23、另一方面，本公开实施例提供了一种上述绝缘栅双极晶体管的制作方法，包括：
24、依次形成叠置的第一n-漂移层、第二n型掺杂漂移层、p-阱层和n+发射极，并刻蚀形成贯穿所述n+发射极、所述p-阱层和所述第二n型掺杂漂移层的沟槽，所述沟槽包括第一沟槽；
25、外延回填形成至少自所述第一沟槽内向外延伸至所述n+发射极远离所述p-阱层一侧的p-保护层，所述p-保护层包括第一p-结构，所述第一p-结构包括第一底部、第一台面部、以及连接所述第一底部和所述第一台面部的第一连接部，其中，所述第一底部部分填充所述第一沟槽，所述第一台面部位于所述n+发射极远离所述p-阱层的一侧，所述第一连接部与所述第一沟槽的侧面接触；
26、形成至少覆盖所述第一p-结构的栅绝缘层；
27、形成位于所述沟槽内的栅极，所述栅极包括在所述第一沟槽内与所述栅绝缘层接触的第一栅极。
28、在一些实施例中，在本公开实施例提供的上述制作方法中，外延回填形成至少自所述第一沟槽内向外延伸至所述n+发射极远离所述p-阱层一侧的p-保护层，具体包括：
29、采用硅烷、丙烷、氢气、氯化氢和三甲基铝，外延形成至少自所述第一沟槽内向外延伸至所述n+发射极远离所述p-阱层一侧的p-保护层。
30、另一方面，本公开实施例提供了一种电子装置，包括本公开实施例提供的上述绝缘栅双极晶体管。
31、本公开有益效果如下：
32、本公开实施例提供的绝缘栅双极晶体管、其制作方法及电子装置，包括至少一个元胞结构，元胞结构包括：第一n-漂移层；第二n型掺杂漂移层，位于第一n-漂移层的一侧；p-阱层，位于第二n型掺杂漂移层远离第一n-漂移层的一侧；n+发射极，位于p-阱层远离第二n型掺杂漂移层的一侧；沟槽，贯穿n+发射极、p-阱层和第二n型掺杂漂移层，沟槽包括第一沟槽；栅极，包括位于第一沟槽内的第一栅极；栅绝缘层，至少自第一沟槽与第一栅极之间延伸至n+发射极远离p-阱层的一侧；p-保护层，包括第一p-结构，第一p-结构包括第一底部、第一台面部、以及连接第一底部和第一台面部的第一连接部；其中，第一底部位于第一沟槽的底面与栅绝缘层之间，第一连接部位于第一沟槽的侧面与栅绝缘层之间，第一台面部位于n+发射极与栅绝缘层之间。在该igbt器件处于关态的时候，第二n型掺杂漂移层的顶部与p-阱层接触区域的电压较高，此时基区(即p-阱层所在区)电压高于栅极电压，进而将器件的第一底部区域钳位。此钳位的第一底部区域体现出较强的电场屏蔽效应，对反向耐压场景下栅绝缘层的可靠性有较大提升。
1.一种绝缘栅双极晶体管，其特征在于，包括至少一个元胞结构，所述元胞结构包括：
2.如权利要求1所述的绝缘栅双极晶体管，其特征在于，所述第二n型掺杂漂移层为n+漂移层；或者，所述第二n型掺杂漂移层为与所述第一n-漂移层一体设置的第二n-漂移层。
3.如权利要求1或2所述的绝缘栅双极晶体管，其特征在于，所述元胞结构还包括位于所述栅极远离所述第一底部一侧、并与所述第一栅极相互绝缘的发射极金属层；
4.如权利要求3所述的绝缘栅双极晶体管，其特征在于，所述元胞结构还包括p+结构，所述p+结构在所述接触孔处与所述发射极金属层接触、并至少部分嵌入所述p-阱层。
5.如权利要求3所述的绝缘栅双极晶体管，其特征在于，所述沟槽还包括位于所述第一沟槽至少一侧的第二沟槽，所述栅极还包括位于所述第二沟槽内的第二栅极，所述第二栅极与所述发射极金属层相互接触。
6.如权利要求5所述的绝缘栅双极晶体管，其特征在于，所述栅绝缘层还自所述第二沟槽与所述第二栅极之间延伸至所述n+发射极远离所述p-阱层的一侧；
7.如权利要求5所述的绝缘栅双极晶体管，其特征在于，所述栅绝缘层仅自所述第一沟槽与所述第一栅极之间延伸至所述n+发射极远离所述p-阱层的一侧；
8.如权利要求6或7所述的绝缘栅双极晶体管，其特征在于，所述元胞结构还包括p-埋层，所述p-埋层与所述第二p-结构接触、并嵌入所述第一n-漂移层。
9.如权利要求1、2、4～7任一项所述的绝缘栅双极晶体管，其特征在于，以每相邻多个所述元胞结构为一个周期，同一周期的部分所述元胞结构还包括位于所述第一n-漂移层远离所述第二n型掺杂漂移层一侧的p+集电极。
10.一种如权利要求1～9任一项所述绝缘栅双极晶体管的制作方法，其特征在于，包括：
11.如权利要求10所述的制作方法，其特征在于，外延回填形成至少自所述第一沟槽内向外延伸至所述n+发射极远离所述p-阱层一侧的p-保护层，具体包括：
12.一种电子装置，其特征在于，包括权利要求1～9任一项所述的绝缘栅双极晶体管。
