本發(fā)明涉及一種雙高阻層槽形柵多晶硅結(jié)構(gòu)的聯(lián)柵晶體管，屬于硅半導(dǎo)體器件技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
有關(guān)槽形柵多晶硅結(jié)構(gòu)的聯(lián)柵晶體管，在中國發(fā)明專利申請公布說明書公開號為CN101527317A名稱為《槽型柵多晶硅結(jié)構(gòu)的聯(lián)柵晶體管》中所表述的基本結(jié)構(gòu)如下：在其下層為第一導(dǎo)電類型低電阻率層、上層為第一導(dǎo)電類型高電阻率層的硅襯底片的上表面有多條第一導(dǎo)電類型的高摻雜濃度的發(fā)射區(qū)，發(fā)射區(qū)的上面連接著第一導(dǎo)電類型的摻雜多晶硅層，該摻雜多晶硅層與發(fā)射極金屬層連接，每條發(fā)射區(qū)的周圍有第二導(dǎo)電類型的基區(qū)，基區(qū)的側(cè)面連著摻雜濃度比基區(qū)高、深度比基區(qū)深度深的第二導(dǎo)電類型的槽形柵區(qū)，每條槽的底面和側(cè)面覆蓋著絕緣層，側(cè)面絕緣層延伸到硅襯底片的上表面，柵區(qū)與柵極金屬層相連，硅襯底片的上層位于基區(qū)以下和柵區(qū)以下的部分為集電區(qū)，硅襯底片的下層是集電極，集電極的下表面與集電極金屬層相連。該發(fā)明專利說明書的圖4是硅襯底片的第一導(dǎo)電類型高電阻率層上層為雙層的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。該實(shí)施例取第一導(dǎo)電類型為N型，第二導(dǎo)電類型為P型。該實(shí)施例的硅襯底片的上層N型高阻層41分為兩層，靠上面一層411的電阻率高些，為60Ω·cm，厚度為20μm，靠下面一層412的電阻率低些，為20Ω·cm，厚度為40μm。該發(fā)明專利的說明書說明，這種雙層結(jié)構(gòu)的高阻層，能夠有效地抑制集電極與基極之間的PN結(jié)勢壘在大電流的轉(zhuǎn)移收縮效應(yīng)，提高器件的抗雪崩擊穿能力，從而提高器件長期工作的可靠性。但是，這種雙層結(jié)構(gòu)的高阻層(高阻層即是高電阻率層)的規(guī)格參數(shù)不夠好，其抑制基極與集電極之間的PN結(jié)勢壘在大電流下的轉(zhuǎn)移收縮效應(yīng)以提高器件的抗雪崩擊穿能力不夠強(qiáng)。槽型柵多晶硅結(jié)構(gòu)的聯(lián)柵晶體管普遍采用第一導(dǎo)電類型為N型，第二導(dǎo)電類型為P型。槽型柵多晶硅結(jié)構(gòu)的聯(lián)柵晶體管的主要失效機(jī)理是二次擊穿，二次擊穿是熱電擊穿，既有熱擊穿機(jī)制，也有電擊穿機(jī)制。槽型柵多晶硅結(jié)構(gòu)的聯(lián)柵晶體管在開關(guān)應(yīng)用中實(shí)際發(fā)生的二次擊穿往往是熱擊穿和電擊穿兩種機(jī)制共同作用相互加強(qiáng)的結(jié)果。其中，熱擊穿機(jī)制是指在管芯中，由于電流分布的不均勻造成局部“熱點(diǎn)”，熱點(diǎn)處電流增大，致使局部溫度更高，進(jìn)而電流更大，如此循環(huán)往復(fù)。當(dāng)散熱趕不上發(fā)熱時(shí)，局部溫度越來越高，最后燒毀。電擊穿機(jī)制是指基極與集電極之間的PN結(jié)勢壘即集電結(jié)勢壘在大電流作用下向硅襯底片的上層與下層的交界處發(fā)生轉(zhuǎn)移收縮。隨著電流的增加，集電結(jié)勢壘的收縮增強(qiáng)，集電結(jié)勢壘寬度減小，集電結(jié)勢壘區(qū)域中的最高電場不斷增高，當(dāng)最高電場達(dá)到極限電場時(shí)發(fā)生雪崩擊穿。雪崩擊穿導(dǎo)致電流進(jìn)一步增大，而電流增大又導(dǎo)致勢壘進(jìn)一步收縮，循環(huán)往復(fù)，呈現(xiàn)出負(fù)阻特性。所以，這種雪崩擊穿稱為負(fù)阻二次擊穿，也稱為雪崩二次擊穿。發(fā)生雪崩二次擊穿時(shí)的集電結(jié)勢壘寬度就是剛發(fā)生雪崩二次擊穿時(shí)的集電結(jié)勢壘的上界面與下界面之間的距離。集電極與發(fā)射極之間的電流主要從基區(qū)與集電區(qū)的交界處通過，而從柵區(qū)與集電區(qū)的交界處通過的電流比較少，集電結(jié)勢壘的轉(zhuǎn)移收縮主要表現(xiàn)為從基區(qū)與集電區(qū)的交界處往硅襯底片的上層與下層的交界處轉(zhuǎn)移收縮。硅襯底片的下層是N+型低電阻率層，集電結(jié)勢壘不能夠往硅襯底片的下層延伸，集電結(jié)勢壘的下界面止于硅襯底片的上層與下層的交界處。因此，發(fā)生雪崩二次擊穿時(shí)的集電區(qū)壓縮寬度就是從基區(qū)與集電區(qū)的交界處到發(fā)生雪崩二次擊穿時(shí)的集電結(jié)勢壘的上界面的距離。依據(jù)雪崩二次擊穿的機(jī)理，槽型柵多晶硅結(jié)構(gòu)的聯(lián)柵晶體管的抗雪崩二次擊穿的能力取決于發(fā)生雪崩二次擊穿時(shí)在集電區(qū)壓縮寬度區(qū)域內(nèi)的單位面積的施主雜質(zhì)總量M。硅襯底片的上層為雙層高阻層的槽型柵多晶硅結(jié)構(gòu)的聯(lián)柵晶體管發(fā)生雪崩二次擊穿時(shí)集電區(qū)壓縮寬度區(qū)域內(nèi)的單位面積的施主雜質(zhì)總量M由式(1)確定。M＝(W1-Xb)×Nd1+(W2-D)×Nd2(1)其中，W1是高阻層的上層的厚度，Xb是基區(qū)與集電區(qū)交界處到硅襯底的上表面的距離即是基區(qū)結(jié)深，Nd1是高阻層的上層的施主雜質(zhì)濃度，W2是高阻層的下層的厚度，D是發(fā)生雪崩二次擊穿時(shí)的集電結(jié)勢壘寬度，Nd2是高阻層的下層的施主雜質(zhì)濃度。設(shè)定基區(qū)結(jié)深為4μm。發(fā)生雪崩二次擊穿時(shí)的集電結(jié)勢壘寬度D由式(2)確定：BV＝D×EmB/2(2)其中，EmB是集電結(jié)勢壘區(qū)域發(fā)生雪崩擊穿的極限電場，一般取～4E5V/cm，BV是發(fā)生雪崩二次擊穿時(shí)在集電極與發(fā)射極之間的電壓。槽型柵多晶硅結(jié)構(gòu)的聯(lián)柵晶體管主要應(yīng)用于中壓領(lǐng)域的開關(guān)工作，即應(yīng)用于110VAC和220VAC的電子設(shè)備和裝置。110VAC和220VAC是世界上大多數(shù)地區(qū)使用的民用交流電壓。考慮到電源電壓有20％的波動范圍等因素，在110V交流電壓和220V交流電壓經(jīng)整流濾波后加到槽型柵多晶硅結(jié)構(gòu)的聯(lián)柵晶體管的集電極與發(fā)射極之間的最高電壓分別按照200V和400V來估算。從實(shí)測電子設(shè)備中的槽型柵多晶硅結(jié)構(gòu)的聯(lián)柵晶體管集電極與發(fā)射極之間的電壓波形和電流波形能夠看到，在由開態(tài)轉(zhuǎn)到關(guān)態(tài)的瞬間即關(guān)斷瞬間，電壓波形與電流波形有較大的交疊，在交疊部分電流峰值對應(yīng)的電壓約為集電極與發(fā)射極之間最高電壓的1/3。當(dāng)集電極與發(fā)射極之間的電壓升到最高電壓的1/2時(shí)，電流已經(jīng)降得較低了。因此，集電極與發(fā)射極之間的電壓在最高電壓的1/2以下，由于電流較小，集電結(jié)勢壘的轉(zhuǎn)移收縮效應(yīng)不嚴(yán)重，不會發(fā)生雪崩二次擊穿。下面把發(fā)生雪崩二次擊穿時(shí)的集電極與發(fā)射極之間的電壓設(shè)定為其最高電壓的1/2，用以估算發(fā)生雪崩二次擊穿時(shí)的集電結(jié)勢壘寬度D。采用110VAC電源，槽型柵多晶硅結(jié)構(gòu)的聯(lián)柵晶體管的集電極與發(fā)射極之間的最高電壓200V，發(fā)生雪崩二次擊穿時(shí)集電極與發(fā)射極之間的電壓BV為100V。由式(2)算出：發(fā)生雪崩二次擊穿時(shí)的集電結(jié)勢壘寬度D＝5μm。采用220VAC電源，槽型柵多晶硅結(jié)構(gòu)的聯(lián)柵晶體管的集電極與發(fā)射極之間的最高電壓為400V，發(fā)生雪崩二次擊穿時(shí)集電極與發(fā)射極之間的電壓為200V。由式(2)算出：發(fā)生雪崩二次擊穿時(shí)的集電結(jié)勢壘寬度D＝10μm。槽型柵多晶硅結(jié)構(gòu)的聯(lián)柵晶體管的襯底上層采用雙層結(jié)構(gòu)的高電阻率層能夠兼顧抗一次擊穿和抗二次擊穿。雙層高阻層的上層的電阻率要比下層高，以使聯(lián)柵晶體管的BVcbo達(dá)到抗擊一次擊穿的要求。N型硅材料的電阻率越低，施主雜質(zhì)濃度就越高。雙層高阻層的下層的電阻率比較低，其施主雜質(zhì)濃度就比較高。再匹配適當(dāng)?shù)碾p層高阻層的下層的厚度，就能夠更有效地抑制集電結(jié)勢壘在大電流下的轉(zhuǎn)移收縮，還能夠兼顧大電流特性，顯著地提高槽型柵多晶硅結(jié)構(gòu)的聯(lián)柵晶體管抗電機(jī)制和熱機(jī)制引發(fā)的二次擊穿的能力。作為應(yīng)用于中壓領(lǐng)域開關(guān)工作的晶體管，槽型柵多晶硅結(jié)構(gòu)的聯(lián)柵晶體管的可靠性強(qiáng)烈的依賴于雙層高阻層的下層的電阻率和厚度，因此，對槽型柵多晶硅結(jié)構(gòu)的聯(lián)柵晶體管的襯底的雙層高阻層的下層的電阻率和厚度進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)十分重要。下面，通過計(jì)算來比較幾種雙層高阻層的槽型柵多晶硅結(jié)構(gòu)的聯(lián)柵晶體管在采用110VAC電源或220VAC電源的開關(guān)線路應(yīng)用中的抗二次擊穿能力。第一種雙層高阻層：高阻層的上層的電阻率60Ω·cm，厚度20μm，高阻層的下層的電阻率20Ω·cm，厚度為40μm。這是已有技術(shù)的雙層高阻層結(jié)構(gòu)。第二種雙層高阻層：高阻層的上層的電阻率20Ω·cm，厚度27μm，高阻層的下層的電阻率2Ω·cm，厚度為13μm。第三種雙層高阻層：高阻層的上層的電阻率30Ω·cm，厚度20μm，高阻層的下層的電阻率6Ω·cm，厚度為40μm。第四種雙層高阻層：高阻層的上層的電阻率30Ω·cm，厚度20μm，高阻層的下層的電阻率9Ω·cm，厚度為40μm。硅襯底的電阻率與雜質(zhì)濃度有確定的關(guān)系，通過專業(yè)文獻(xiàn)能夠查到：電阻率為2Ω·cm的N型硅的施主雜質(zhì)濃度是2.6E15/cm3，電阻率為6Ω·cm的N型硅的施主雜質(zhì)濃度是7.0E14/cm3，電阻率為9Ω·cm的N型硅的施主雜質(zhì)濃度是4.7E14/cm3，電阻率為20Ω·cm的N型硅的施主雜質(zhì)濃度是2.3E14/cm3，電阻率為30Ω·cm的N型硅的施主雜質(zhì)濃度是1.7E14/cm3，電阻率為60Ω·cm的N型硅的施主雜質(zhì)濃度是7.5E13/cm3。依據(jù)以上數(shù)據(jù)和式(1)作下列計(jì)算：第一種雙層高阻層即已有技術(shù)的雙層高阻層的槽型柵多晶硅結(jié)構(gòu)的聯(lián)柵晶體管在110VAC的開關(guān)應(yīng)用中發(fā)生雪崩二次擊穿時(shí)集電區(qū)壓縮寬度區(qū)域內(nèi)單位面積的施主雜質(zhì)總量M為(20-4)μm×7.5E13/cm3+(40-5)μm×2.3E14/cm3＝9.25E11/cm2第二種雙層高阻層的槽型柵多晶硅結(jié)構(gòu)的聯(lián)柵晶體管在110VAC的開關(guān)應(yīng)用中發(fā)生雪崩二次擊穿時(shí)集電區(qū)壓縮寬度區(qū)域內(nèi)單位面積的施主雜質(zhì)總量M為(27-4)μm×2.3E14/cm3+(13-5)μm×2.6E15/cm3＝2.609E12/cm2第二種雙層高阻層的槽型柵多晶硅結(jié)構(gòu)的聯(lián)柵晶體管在110VAC的開關(guān)應(yīng)用中發(fā)生雪崩二次擊穿時(shí)集電區(qū)壓縮寬度區(qū)域內(nèi)單位面積的施主雜質(zhì)總量M是第一種的2.8倍。所以，第二種雙層高阻層的槽型柵多晶硅結(jié)構(gòu)的聯(lián)柵晶體管比已有技術(shù)的雙層高阻層的槽型柵多晶硅結(jié)構(gòu)的聯(lián)柵晶體管在110VAC的開關(guān)應(yīng)用中的抗雪崩二次擊穿能力強(qiáng)得多。第二種雙層高阻層總厚度40μm，而第一種雙層高阻層的總厚度60μm。高阻層的總厚度越薄，槽型柵多晶硅結(jié)構(gòu)的聯(lián)柵晶體管的集電區(qū)就越薄，其最大電流Icm就越大。而Icm越大，槽型柵多晶硅結(jié)構(gòu)的聯(lián)柵晶體管抗熱機(jī)制引發(fā)的二次擊穿能力就越強(qiáng)。所以，第二種雙層高阻層的槽型柵多晶硅結(jié)構(gòu)的聯(lián)柵晶體管比已有技術(shù)的雙層高阻層的槽型柵多晶硅結(jié)構(gòu)的聯(lián)柵晶體管在110VAC的開關(guān)應(yīng)用中的抗熱擊穿機(jī)制引發(fā)的二次擊穿能力更強(qiáng)。雙層高阻層的下層的電阻率也不是越低越好，硅材料的電阻率越低，能夠承受的最高電壓越低。電阻率2Ω·cm的N型硅材料能承受的的最高電壓為145V?？紤]到各種不均勻性如硅材料摻雜的不均勻性，工藝加工的不均勻性以及管芯內(nèi)電流的不均勻性等等，都會影響實(shí)際發(fā)生雪崩二次擊穿的電壓。前述估計(jì)在110VAC的開關(guān)應(yīng)用中發(fā)生雪崩二次擊穿的電壓為100V，實(shí)際選取硅材料能承受的的最高電壓要留出余量，所以，雙層高阻層的下層的電阻率不宜低于2Ω·cm。此外，雙層高阻層的下層的厚度不宜低于13μm。采用110VAC電源，發(fā)生雪崩二次擊穿時(shí)的集電結(jié)勢壘寬度D已經(jīng)達(dá)到5μm。當(dāng)高阻下層厚度13μm時(shí)，高阻下層抵抗集電結(jié)勢壘收縮的寬度僅有8μm?？紤]到各種不均勻性，上述8μm的抗收縮余量是不宜再降低了。比較第一種與第三種第四種雙層高阻層的槽型柵多晶硅結(jié)構(gòu)的聯(lián)柵晶體管在220VAC開關(guān)應(yīng)用中的抗雪崩二次擊穿能力。第一種雙層高阻層即已有技術(shù)的雙層高阻層的槽型柵多晶硅結(jié)構(gòu)的聯(lián)柵晶體管在220VAC的開關(guān)應(yīng)用中發(fā)生雪崩二次擊穿時(shí)集電區(qū)壓縮寬度區(qū)域內(nèi)單位面積的施主雜質(zhì)總量M為(20-4)μm×7.5E13/cm3+(40-10)μm×2.3E14/cm3＝8.1E11/cm2第三種雙層高阻層的槽型柵多晶硅結(jié)構(gòu)的聯(lián)柵晶體管在220VAC的開關(guān)應(yīng)用中發(fā)生雪崩二次擊穿時(shí)集電區(qū)壓縮寬度區(qū)域內(nèi)單位面積的施主雜質(zhì)總量M為(20-4)μm×1.7E14/cm3+(40-10)μm×7.0E14/cm3＝2.372E12/cm2第四種雙層高阻層的槽型柵多晶硅結(jié)構(gòu)的聯(lián)柵晶體管在220VAC的開關(guān)應(yīng)用中發(fā)生雪崩二次擊穿時(shí)集電區(qū)壓縮寬度區(qū)域內(nèi)單位面積的施主雜質(zhì)總量M為(20-4)μm×1.7E14/cm3+(40-10)μm×4.7E14/cm3＝1.682E12/cm2第三種第四種雙層高阻層的槽型柵多晶硅結(jié)構(gòu)的聯(lián)柵晶體管在220VAC的開關(guān)應(yīng)用中發(fā)生雪崩二次擊穿時(shí)集電區(qū)壓縮寬度區(qū)域內(nèi)單位面積的施主雜質(zhì)總量M分別是第一種的2.9倍和2.1倍，所以，第三種第四種雙層高阻層的槽型柵多晶硅結(jié)構(gòu)的聯(lián)柵晶體管比已有技術(shù)的雙層高阻層結(jié)構(gòu)的槽型柵多晶硅結(jié)構(gòu)的聯(lián)柵晶體管在220VAC的開關(guān)應(yīng)用中的抗雪崩二次擊穿能力強(qiáng)得多。雙層高阻層的下層的電阻率不宜高過9Ω·cm，下層的電阻率越高，施主雜質(zhì)濃度越低，抗集電結(jié)勢壘轉(zhuǎn)移收縮能力越弱。雙層高阻層的下層的厚度不宜大于40μm，下層太厚了會降低最大電流Icm，使聯(lián)柵晶體管抗熱擊穿機(jī)制引發(fā)的二次擊穿能力減弱。從另一個(gè)角度看，發(fā)生雪崩二次擊穿時(shí)集電區(qū)壓縮寬度區(qū)域內(nèi)單位面積的施主雜質(zhì)總量M越高，就越能夠抵御更大的電流沖擊而不發(fā)生雪崩二次擊穿。因此，第二種雙層高阻層的槽型柵多晶硅結(jié)構(gòu)的聯(lián)柵晶體管比已有技術(shù)的雙層高阻層的槽型柵多晶硅結(jié)構(gòu)的聯(lián)柵晶體管在110VAC的開關(guān)應(yīng)用中能夠做更大的功率。第三種第四種雙層高阻層的槽型柵多晶硅結(jié)構(gòu)的聯(lián)柵晶體管比已有技術(shù)的雙層高阻層的槽型柵多晶硅結(jié)構(gòu)的聯(lián)柵晶體管在220VAC的開關(guān)應(yīng)用中能夠做更大的功率。二次擊穿是熱電擊穿，管芯溫度高時(shí)更容易發(fā)生二次擊穿。槽型柵多晶硅結(jié)構(gòu)的聯(lián)柵晶體管的集電極-發(fā)射極電流是穿過硅襯底片的N+型低電阻率層的，如果硅襯底片的N+型低電阻率層的電阻率偏高，則會產(chǎn)生較大的導(dǎo)通功耗，造成管芯溫度較高，比較容易發(fā)生二次擊穿。所以，在采用雙高阻層襯底制作槽型柵多晶硅結(jié)構(gòu)的聯(lián)柵晶體管時(shí)，其硅襯底片的N+型低電阻率層的電阻率宜控制在小于0.1Ω·cm。雙高阻層襯底制作的槽型柵多晶硅結(jié)構(gòu)的聯(lián)柵晶體管的N+型的高摻雜濃度的發(fā)射區(qū)與該發(fā)射區(qū)的上面相連接的N+型的摻雜多晶硅層的接觸孔的寬度應(yīng)該大于1μm，以避免在該接觸孔的下方發(fā)生嚴(yán)重的擠流造成局部升溫導(dǎo)致二次擊穿。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
鑒于上述，本發(fā)明的目的是在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新的雙高阻層槽形柵多晶硅結(jié)構(gòu)的聯(lián)柵晶體管，它可以增強(qiáng)抗雪崩二次擊穿能力，增大器件的功率，提高器件的可靠性。為完成本發(fā)明的目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：一種雙高阻層槽形柵多晶硅結(jié)構(gòu)的聯(lián)柵晶體管，在其下層為N+型低電阻率層、上層為N型高電阻率層的硅襯底片的上表面有多個(gè)N+型的高摻雜濃度的發(fā)射區(qū)，該發(fā)射區(qū)的上面連接著N+型的摻雜多晶硅層，該摻雜多晶硅層與發(fā)射極金屬層連接，每個(gè)發(fā)射區(qū)的下面有P型的基區(qū)，基區(qū)的側(cè)下面連著摻雜濃度比基區(qū)高、深度比基區(qū)深度深的P+型的槽形柵區(qū)，槽形柵區(qū)中的每條槽的底面和側(cè)面都覆蓋著絕緣層，柵區(qū)與柵極金屬層相連，硅襯底片的上層位于基區(qū)以下和柵區(qū)以下的部分為集電區(qū)，硅襯底片的下層是集電極，集電極的下表面與集電極金屬層相連，其特征在于：所述硅襯底片的N型高電阻率層分為上下兩層，N型高電阻率層的上層的電阻率高于N型高電阻率層的下層的電阻率；所述硅襯底片的N型高電阻率層的下層的電阻率為2-9Ω·cm；所述硅襯底片的N型高電阻率層的下層的厚度為13-40μm；所述硅襯底片的N+型低電阻率層的電阻率小于0.1Ω·cm；所述N+型的高摻雜濃度的發(fā)射區(qū)與該發(fā)射區(qū)的上面相連接的N+型的摻雜多晶硅層的接觸孔的寬度大于1μm。此外，所述兩個(gè)相鄰的槽形柵區(qū)互相交疊。所述每條槽的側(cè)面絕緣層延伸到硅襯底片的上表面。所述每條槽的側(cè)面絕緣層的頂部在槽內(nèi)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：能用較小管芯做較高的功率，抗沖擊能力強(qiáng)，具有高性價(jià)比和高可靠性的功效。附圖說明：圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，該實(shí)施例的每條槽的側(cè)面絕緣層延伸到硅襯底片的上表面。圖2是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，該實(shí)施例的兩個(gè)相鄰的槽形柵區(qū)互相交疊。圖3是本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，該實(shí)施例的每條槽的側(cè)面絕緣層的頂部在槽內(nèi)，與槽的頂部相平。圖4是本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，該實(shí)施例的每條槽的側(cè)面絕緣層的頂部在槽內(nèi)，側(cè)面絕緣層的頂部低于槽的頂部。具體實(shí)施方式：本發(fā)明涉及一種雙高阻層槽形柵多晶硅結(jié)構(gòu)的聯(lián)柵晶體管，在其下層為N+型低電阻率層、上層為N型高電阻率層的硅襯底片的上表面有多個(gè)N+型的高摻雜濃度的發(fā)射區(qū)，該發(fā)射區(qū)的上面連接著N+型的摻雜多晶硅層，該摻雜多晶硅層與發(fā)射極金屬層連接，每個(gè)發(fā)射區(qū)的周圍有P型的基區(qū)，基區(qū)的側(cè)下面連著摻雜濃度比基區(qū)高、深度比基區(qū)深度深的P+型的槽形柵區(qū)，槽形柵區(qū)中的每條槽的底面和側(cè)面都覆蓋著絕緣層，柵區(qū)與柵極金屬層相連，硅襯底片的上層位于基區(qū)以下和柵區(qū)以下的部分為集電區(qū)，硅襯底片的下層是集電極，集電極的下表面與集電極金屬層相連。其中：所述硅襯底片的N型高電阻率層分為上下兩層，N型高電阻率層的上層的電阻率高于N型高電阻率層的下層的電阻率；所述硅襯底片的N型高電阻率層的下層的電阻率為2-9Ω·cm；所述硅襯底片的N型高電阻率層的下層的厚度為13-40μm；所述硅襯底片的N+型低電阻率層的電阻率小于0.1Ω·cm；所述N+型的高摻雜濃度的發(fā)射區(qū)與該發(fā)射區(qū)的上面相連接的N+型的摻雜多晶硅層的接觸孔的寬度大于1μm。所述兩個(gè)相鄰的槽形柵區(qū)互相交疊。所述每條槽的側(cè)面絕緣層延伸到硅襯底片的上表面。所述每條槽的側(cè)面絕緣層的頂部在槽內(nèi)。下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明。在圖1所示的槽形柵多晶硅結(jié)構(gòu)的聯(lián)柵晶體管的實(shí)施例中，硅襯底4的下層42為集電極，其為厚度420μm電阻率0.01Ω·cm的N+型硅，上層41為N型雙層高阻層：高阻層的上層411的電阻率20Ω·cm，厚度27μm，高阻層的下層412的電阻率2Ω·cm，厚度為13μm。在硅襯底片4的上表面開有多條平行的長條形槽5，兩個(gè)相鄰槽5的間距為20μm，槽5深3μm寬5μm。槽底通過注入硼離子并加以推進(jìn)而形成P+型高濃度槽形柵區(qū)6，硼的表面濃度為1E19-2E20/cm3，結(jié)深6μm。硅襯底上層41的上表面通過硼離子注入和擴(kuò)散，形成P型基區(qū)2，P型基區(qū)2中硼的表面濃度為1E17-3E18/cm3，結(jié)深4μm。硅襯底上層41的上表面覆蓋著厚度為0.5-0.6μm的摻磷多晶硅層9，摻磷多晶硅層9與槽5的底部和側(cè)面之間隔著一層由二氧化硅、磷硅玻璃、氮化硅或它們的復(fù)合物構(gòu)成的絕緣層7，絕緣層7延伸到硅襯底片4的上表面，絕緣層7的厚度為1μm，在兩個(gè)相鄰槽5之間的硅襯底上層41的上表面有高磷濃度N+型發(fā)射區(qū)3，磷的表面濃度高達(dá)2-9E20/cm3，N+型發(fā)射區(qū)3的深度為1.5μm。N+型發(fā)射區(qū)3是通過把絕緣層7開孔，使摻磷多晶硅層9與硅襯底上層41的上表面相連，并通過摻磷多晶硅層9把磷擴(kuò)散進(jìn)入硅襯底上層41的上表面而形成的。發(fā)射極金屬層1是通過濺射生成的厚度為4μm的鋁層，集電極金屬層8是厚度為1μm的AuCr-Au金屬層。采用4種不同的雙層高阻層的硅襯底片、兩種不同尺寸的管芯的復(fù)合光刻版，用相同的工藝同時(shí)做4種不同雙層高阻層襯底的槽型柵多晶硅結(jié)構(gòu)的聯(lián)柵晶體管芯片，然后劃片封裝成管子，裝入節(jié)能燈進(jìn)行考核比較。這四種不同的雙層高阻層硅襯底的下層都是厚度420μm電阻率0.01Ω·cm的N+型硅。上層為不同的雙層高阻層的N型硅。這四種不同的雙層高阻層是：第一種雙層高阻層：高阻層的上層的電阻率60Ω·cm，厚度20μm，高阻層的下層的電阻率20Ω·cm，厚度為40μm。這是已有技術(shù)的雙層高阻層結(jié)構(gòu)。第二種雙層高阻層：高阻層的上層的電阻率20Ω·cm，厚度27μm，高阻層的下層的電阻率2Ω·cm，厚度為13μm。圖1所示的實(shí)施例所述的襯底為具有第二種雙層高阻層的襯底。第三種雙層高阻層：高阻層的上層的電阻率30Ω·cm，厚度20μm，高阻層的下層的電阻率6Ω·cm，厚度為40μm。第四種雙層高阻層：高阻層的上層的電阻率30Ω·cm，厚度20μm，高阻層的下層的電阻率9Ω·cm，厚度為40μm。兩種不同尺寸的管芯，一種是0.7×0.7mm2，一種是1.0×1.0mm2，后者的管芯面積是前者的兩倍。采用第一種雙層高阻層即已有技術(shù)的雙層高阻層的襯底制作的尺寸0.7×0.7mm2的槽型柵多晶硅結(jié)構(gòu)的聯(lián)柵晶體管管芯封裝在TO-92管殼里，稱之為A1管，將尺寸1.0×1.0mm2的稱之為A2管。采用第二種雙層高阻層的襯底制作的尺寸0.7×0.7mm2的槽型柵多晶硅結(jié)構(gòu)的聯(lián)柵晶體管管芯封裝在TO-92管殼里，稱之為B1管，尺寸1.0×1.0mm2的稱之為B2管。采用第三種雙層高阻層的襯底制作的尺寸0.7×0.7mm2的槽型柵多晶硅結(jié)構(gòu)的聯(lián)柵晶體管管芯封裝在TO-92管殼里，稱之為C1管，尺寸1.0×1.0mm2的稱之為C2管。采用第四種雙層高阻層的襯底制作的尺寸0.7×0.7mm2的槽型柵多晶硅結(jié)構(gòu)的聯(lián)柵晶體管管芯封裝在TO-92管殼里，稱之為D1管，尺寸1.0×1.0mm2的稱之為D2管。實(shí)施效果：一已有技術(shù)的A1、A2管子與本發(fā)明的B1、B2管子的比較用低壓線路，把A1管、A2管、B1管、B2管各裝6只3U-110節(jié)能燈，然后同時(shí)放進(jìn)100℃烘箱進(jìn)行階梯升壓開關(guān)沖擊。燈功率是在室溫下用120VAC的電壓開燈30分后的數(shù)值。開始燈功率調(diào)得比較低，電壓階梯為110V-120V-130V-140V-150V，每個(gè)電壓階梯點(diǎn)燈60分鐘后做關(guān)燈10秒開燈60秒的沖擊，共20次，通過后，進(jìn)入下一個(gè)階梯開關(guān)沖擊。待通過150V20次開關(guān)沖擊后，把節(jié)能燈的功率調(diào)大，再重復(fù)進(jìn)行110V至150V的開關(guān)沖擊。結(jié)果：A1管能夠通過20W140V3-15次開關(guān)沖擊考核，A2管能夠通過24W150V5-16次開關(guān)沖擊考核。B1管能夠通過25W150V10-18次開關(guān)沖擊考核，B2管能夠通過27W150V9-19次開關(guān)沖擊考核。B1管芯面積僅為A2管芯面積的1/2，而抗沖擊能力更強(qiáng)。對比實(shí)驗(yàn)證明，在110VAC的開關(guān)應(yīng)用中，本發(fā)明的管芯的性價(jià)比是已有技術(shù)的管芯的兩倍以上。二已有技術(shù)的A1、A2管子與本發(fā)明的C1、C2管子以及D1、D2管子的比較用常壓線路，把A1管、A2管、C1管、C2管以及D1、D2管各裝6只4圈螺旋燈節(jié)能燈，同時(shí)放進(jìn)100℃烘箱進(jìn)行階梯升壓開關(guān)沖擊。燈功率是在室溫下用230VAC的電壓開燈30分后的數(shù)值。開始燈功率調(diào)得比較低，電壓階梯為220V-240V-260V-280V-300V，每個(gè)電壓階梯點(diǎn)燈60分鐘后做關(guān)燈10秒開燈60秒的沖擊，共20次，通過后，進(jìn)入下一個(gè)階梯開關(guān)沖擊。待通過300V20次開關(guān)沖擊后，把節(jié)能燈的功率調(diào)大，再重復(fù)進(jìn)行220V至300V的開關(guān)沖擊。結(jié)果：A1管能夠通過21W280V3-15次開關(guān)沖擊考核，A2管能夠通過25W280V5-16次開關(guān)沖擊考核。C1管能夠通過26W300V10-18次開關(guān)沖擊考核，C2管能夠通過28W300V11-19次開關(guān)沖擊考核。D1管能夠通過25W300V10-15次開關(guān)沖擊考核，D2管能夠通過27W300V10-17次開關(guān)沖擊考核。C1管芯面積與D1管芯面積都是A2管芯面積的1/2，而抗沖擊能力更強(qiáng)。對比實(shí)驗(yàn)證明，在220VAC的開關(guān)應(yīng)用中，本發(fā)明技術(shù)管芯的性價(jià)比是已有技術(shù)管芯的兩倍以上。本發(fā)明的技術(shù)方案可以通過版圖設(shè)計(jì)把相鄰槽型柵區(qū)的距離縮小，通過工藝設(shè)計(jì)把槽型柵區(qū)的結(jié)深加深，同時(shí)側(cè)向加寬，使得相鄰的兩個(gè)槽型柵區(qū)互相交疊形成P型雜質(zhì)濃度較低的基區(qū)，從而減少一次基區(qū)光刻及基區(qū)注入和高溫推進(jìn)工藝，顯著地降低了成本。圖2是本發(fā)明的兩個(gè)相鄰柵區(qū)相互交疊的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2與圖1不同之處在于槽型柵區(qū)深度達(dá)到10μm，沒有單獨(dú)進(jìn)行基區(qū)硼離子注入和擴(kuò)散形成的基區(qū)2。基區(qū)是靠相鄰的兩個(gè)槽型柵區(qū)互相交疊而成。在圖3所示的本發(fā)明實(shí)施例中，每條槽的側(cè)面絕緣層的頂部與槽的頂部相平。在圖4所示的本發(fā)明實(shí)施例中，每條槽的側(cè)面絕緣層的頂部低于槽的頂部。以上兩種實(shí)施例的共同特征是每條槽的側(cè)面絕緣層的頂部在槽內(nèi)。而圖1所示實(shí)施例中每條槽的側(cè)面絕緣層延伸到硅襯底片的上表面。在圖3所示實(shí)施例和圖4所示實(shí)施例中，在槽外硅襯底的上表面沒有絕緣層，槽的側(cè)面的多晶硅的高度(即槽底部多晶硅的上表面到槽外多晶硅的上表面之間的距離)比圖1減小了一個(gè)絕緣層的厚度，使側(cè)面薄鋁層的高度顯著地減小，從而有利于減小發(fā)射極鋁條的總電阻，增加管芯內(nèi)部電流的均勻性。發(fā)射極金屬層1是通過濺射生成的厚度為4μm的鋁層。濺射的特點(diǎn)是槽的側(cè)面的鋁層比槽外上表面的鋁層薄得多。槽外上表面的鋁層為4μm而槽的側(cè)面的鋁層不到1μm，所以，側(cè)面鋁層的薄層電阻比正面鋁層的薄層電阻大得多。發(fā)射極鋁條要橫跨過多達(dá)幾十條甚至幾百條槽型柵區(qū)，而槽的側(cè)面的鋁層比槽外正面的鋁層薄得多，所以，槽的側(cè)面的薄鋁的總電阻占發(fā)射極鋁條的總電阻的很大一部分，有時(shí)甚至是主要的部分。槽的側(cè)面絕緣層的頂部在槽內(nèi)，就減小了側(cè)面的薄鋁的高度，從而顯著地減小了發(fā)射極鋁條的總電阻。本發(fā)明的發(fā)射區(qū)的形狀可以為條形、正方形、六角形、圓形或其他形狀，通常采用條形。為簡便，說明書的多處描述采用了發(fā)射區(qū)為條形，基區(qū)為條形，槽為條形，由互相正交的槽圍成的臺面為條形。這是一種普通的功率晶體管的指叉形結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的發(fā)射區(qū)的下面連接有P型基區(qū)，在槽距比較小、發(fā)射區(qū)的窗口比較大的情況下，發(fā)射區(qū)的側(cè)面可以直接連接到槽形柵區(qū)的槽的側(cè)壁絕緣層。圖3和圖4表示了發(fā)射區(qū)的側(cè)面直接連接到槽形柵區(qū)的槽的側(cè)壁絕緣層的情形。本發(fā)明的雙層高阻層的下層的電阻率可以是不均勻的，只要求平均值在2-9Ω·cm，本發(fā)明的雙層高阻層的上層電阻率也可以是不均勻的，只要求上層的平均電阻率高于下層的平均電阻率。需要申明的是，上述實(shí)施例僅用于對本發(fā)明進(jìn)行說明而非對本發(fā)明進(jìn)行限制，因此，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不背離本發(fā)明精神和范圍的情況下對它進(jìn)行各種顯而易見的改變，都應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。