The invention belongs to the technical field of semiconductor devices, and in particular relates to a grid type bipolar transistor. The main scheme of the present invention is to employ two separate P type base regions and insert a trench field plate structure (GFP) between adjacent P type base regions. The structure is inserted into the N drift layer 1 device along the vertical direction. Due to the existence of GFP field plate groove, the invention of the trench structure in contact with the N drift layer area more than conventional IGBT, so GFP structure formation and accumulation layer more significant effect, improve the emitter side of the carrier concentration, the conductivity modulation more fully, to reduce the voltage drop. Due to the small separation of the P type base region, the extraction of the hollow point in the N drift region is reduced by the reverse biased PN junction, and the carrier concentration at the emitter side is improved, which plays an auxiliary role in reducing the turn-on voltage drop.
【技术实现步骤摘要】
一种槽栅双极型晶体管
本专利技术属于半导体
,具体的说涉及一种槽栅双极型晶体管(TrenchInsulatedGateBipolarTransisitor,简称:GFP-IGBT)。
技术介绍
高压功率半导体器件是功率电子的重要组成部分,在诸如动力系统中的电机驱动,消费电子中变频等领域具有广泛的应用。在应用中,高压功率半导体器件需要具有低导通功耗,大导通电流,高电压阻断能力,栅驱动简单,低开关损耗等特性。绝缘栅双极型晶体管(InsulatedGateBipolarTransistor,简称:IGBT)由于其在中高压电力电子领域中展现出优越的性能而得到广泛的应用。但是,IGBT作为一种双极型器件,其关键参数导通压降与关断损耗之间存在折中关系,如何优化这折中关系成为提高IGBT性能的关键。
技术实现思路
本专利技术所要解决的,就是针对上述问题,提出一种新的槽栅型IGBT结构(可称为GFP-IGBT),优化了IGBT导通压降和关断损耗的折中关系。为实现上述目的,本专利技术采用如下技术方案:一种槽栅双极型晶体管,如图1所示,包括集电极结构、漂移区结构、发射极结构和沟槽结构;所述集电极结构包括P+集电极区10和位于P+集电极区10下表面的金属化集电极11;所述漂移区结构包括N+缓存层9和位于N+缓存层9上表面的N-漂移区层1,所述N+缓存层9位于P+集电极区10的上表面;所述发射极结构包括P型基区2、P+接触区7、N+发射区6和金属化发射极8,所述发射极结构位于N-漂移区层1的上层;所述N+发射区6位于器件元胞上表面的两端,P+接触区7与N+发射区6并列设置,所述 ...
【技术保护点】
一种槽栅双极型晶体管,包括集电极结构、漂移区结构、发射极结构和沟槽结构;所述集电极结构包括P+集电极区(10)和位于P+集电极区(10)下表面的金属化集电极(11);所述漂移区结构包括N+缓存层(9)和位于N+缓存层(9)上表面的N‑漂移区层(1),所述N+缓存层(9)位于P+集电极区(10)的上表面;所述发射极结构包括P型基区(2)、P+接触区(7)、N+发射区(6)和金属化发射极(8),所述发射极结构位于N‑漂移区层(1)的上层;所述N+发射区(6)位于器件元胞上表面的两端,所述P+接触区(7)与N+发射区(6)并列设置,所述金属化发射极(8)位于P+接触区(7)和N+发射区(6)的上表面;所述沟槽结构由栅氧化层(3)、多晶硅栅(4)和金属化栅极(5)构成,所述栅氧化层(3)沿器件垂直方向延伸入N‑漂移区层(1)中形成沟槽,所述栅氧化层(3)的侧面与P型基区(2)、N+发射区(6)接触,所述多晶硅栅(4)位于沟槽中,所述金属化栅极(5)位于多晶硅栅(4)的上表面;其特征在于,所述P型基区(2)为两块分离的微型区域,分别位于两侧的P+接触区(7)与N+发射区(6)下表面;所述沟槽结构 ...
【技术特征摘要】
1.一种槽栅双极型晶体管,包括集电极结构、漂移区结构、发射极结构和沟槽结构;所述集电极结构包括P+集电极区(10)和位于P+集电极区(10)下表面的金属化集电极(11);所述漂移区结构包括N+缓存层(9)和位于N+缓存层(9)上表面的N-漂移区层(1),所述N+缓存层(9)位于P+集电极区(10)的上表面;所述发射极结构包括P型基区(2)、P+接触区(7)、N+发射区(6)和金属化发射极(8),所述发射极结构位于N-漂移区层(1)的上层;所述N+发射区(6)位于器件元胞上表面的两端,所述P+接触区(7)与N+发射区(6)并列设置,所述金属化发射极(8)位于P+接触区(7)和N+发射区(6)的上表面;所述沟槽结构由栅氧化层(3)、多晶硅栅...
【专利技术属性】
技术研发人员:许晓锐,陈万军,刘超,张波,
申请(专利权)人:电子科技大学,
类型:发明
国别省市:四川,51
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