一种具有稳固短路承受能力的IGBT制造技术

本发明专利技术公开了一种具有稳固短路承受能力的IGBT，属于功率半导体器件技术领域。本发明专利技术通过在传统IGBT器件的分立浮空pbody区(8)内引入等效为可变电阻的JFET结构(13)、(14)、(15)和二极管N型区(16)、二极管P型区(17)；在器件正常导通时存储空穴，在短路导通和短路关断过程中提供空穴泄放路径，快速泄放空穴，降低短路导通时的短路电流；JFET栅极(14)通过反向耐压的二极管与IGBT栅极(9)连接，降低了短路过程中JFET栅极处的泄漏电流，抑制了寄生三极管的开启，满足了正负栅压驱动的应用要求，显著提升器件的栅极控制和短路关断能力。

【技术实现步骤摘要】
一种具有稳固短路承受能力的IGBT
本专利技术属于功率半导体器件
，具体涉及一种具有稳固短路承受能力的IGBT。
技术介绍
随着高速铁路、智能电网、新能源汽车等领域的快速发展，绝缘栅双极晶体管(InsulatedGateBipolarTransistor，IGBT)凭借着栅极易驱动、输入阻抗高、开关速度快、电流密度大、饱和压降低等优点，已经成为中高功率范围内的主流功率开关器件之一；同时还将继续朝着高压、大电流、高工作温度和高可靠性等方向发展，IGBT器件技术已被国家列为重大专项课题进行研究。高压IGBT器件在应用中，特别是在电机驱动过程中，器件两端会经历短路情况；器件在负载短路情况下导通，存在短暂的温度急剧上升过程。IGBT短路失效从时间上表现为立刻失效和延迟失效(delayedbreak)，延迟失效主要是由温度升高引发的热奔现象，是高压IGBT器件常见的短路失效模式；短路承受时间是衡量器件抗短路能力的重要参数，其典型值为10μs。为了提高器件的抗短路能力，在现有模块封装的散热条件下，应使器件的短路饱和电流尽可能低，以减少短路过程中热量的产生。高压IGBT通常采用平面栅结构，常本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有稳固短路承受能力的IGBT，其元胞结构包括从下至上依次层叠的金属集电极(7)、P+集电区(6)、N型缓冲层(5)、N‑漂移区(4)和金属发射极(11)；所述N‑漂移区(4)的顶层中间区域设有分立P+浮空pbody区(8)，所述分立P+浮空pbody区(8)的两侧分别设有P+基区(2)，所述P+基区(2)的顶层设有N+发射区(1)；所述P+基区(2)和N+发射区(1)通过金属发射极(11)与分立P+浮空pbody区(8)相接触；所述P+基区(2)和N+发射区(1)与分立P+浮空pbody区(8)之间设有栅极结构，所述栅极结构包括栅电极(9)和栅介质层(3)，栅介质层(3)沿器件垂直方...

【技术特征摘要】
1.一种具有稳固短路承受能力的IGBT，其元胞结构包括从下至上依次层叠的金属集电极(7)、P+集电区(6)、N型缓冲层(5)、N-漂移区(4)和金属发射极(11)；所述N-漂移区(4)的顶层中间区域设有分立P+浮空pbody区(8)，所述分立P+浮空pbody区(8)的两侧分别设有P+基区(2)，所述P+基区(2)的顶层设有N+发射区(1)；所述P+基区(2)和N+发射区(1)通过金属发射极(11)与分立P+浮空pbody区(8)相接触；所述P+基区(2)和N+发射区(1)与分立P+浮空pbody区(8)之间设有栅极结构，所述栅极结构包括栅电极(9)和栅介质层(3)，栅介质层(3)沿器件垂直方向延伸进入N-漂移区(4)中形成沟槽，所述栅电极(9)设置在沟槽中；所述栅介质层(3)的一侧与P+基区(2)、N+发射区(1)和N-漂移区(4)接触，其特征在于：所述栅介质层(3)的另一侧与分立P+浮空pbody区(8)通过N-漂移区(4)相隔离；所述分立P+浮空pbody区(8)中还设有N+型JFET栅极区(14)、P+型JFET源区(13)和P-型JFET沟道区(15)形成的JFET结构；P-型JFET沟道区(15)设置在分立P+浮空pbody区(8)顶层的中间区域，所述P+型JFET源区(13)设置在P-型JFET沟道区(15)的顶层，所述N+型JFET栅极区(14)对称设置在P+型JFET源区(13)的两侧，通过连接桥(12)、二极管N型区(16)、二极管P型区(17)与栅电极(9)相接触；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李泽宏，彭鑫，赵一尚，贾鹏飞，杨洋，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51