一种具有寄生二极管的三维MOS栅控晶闸管及其制造方法技术

本发明专利技术属于功率半导体技术领域，具体的说是涉及一种具有寄生二极管的MOS栅控晶闸管及其制造方法。本发明专利技术通过改进常MOS栅控晶闸管的器件结构，在栅极与阴极之间引入寄生二极管，当栅上电压较大时，使该电压通过寄生二极管的反向导通释放并将栅极

【技术实现步骤摘要】
一种具有寄生二极管的三维MOS栅控晶闸管及其制造方法


[0001]本专利技术属于功率半导体
，具体的说是涉及一种具有寄生二极管的MOS栅控晶闸管及其制造方法。

技术介绍

[0002]脉冲功率系统中，经常通过储能系统以及利用功率半导体开关实现对能量在时间宽度上的压缩，产生瞬态的高功率脉冲。对于电流脉冲，一般要求其具有较大的上升沿di/dt和峰值电流。而功率半导体开关作为功率脉冲系统中的关键器件，决定着系统的输出功率，因此也对其峰值电流以及di/dt能力提出了相应的要求。
[0003]常规MOS控制晶闸管(MOS
‑
Control Thyristors，MCTs)具有电流密度大、开关速度快、导通压降小等特点，很适合应用于功率脉冲领域。但由于常规MCT是常开器件，需要在栅上施加负压以维持阻断状态，因此其驱动电路复杂，且不利于提高系统的可靠性。在此基础上，一种具有阴极短路结构的MOS控制晶闸管(Cathode
‑
short MCT,CS
‑
MCT)被提出，通过阴极短路区的引入，使其具有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有寄生二极管的MOS栅控晶闸管，包括沿垂直方向自底向上依次层叠设置的阳极金属(11)、阳极(10)、N型漂移区(1)；其特征在于，沿横向方向，在N型漂移区(1)上层两侧分别具有第一P型阱区(21)和第二P型阱区(22)，沿纵向方向，在第一P型阱区(21)和第二P型阱区(22)之间的N型漂移区(1)中部，还具有第三P型阱区(23)，第三P型阱区(23)在横向方向上分别连接第一P型阱区(21)和第二P型阱区(22)；所述垂直方向、横向方向和纵向方向构成三维方向；第一P型阱区(21)上层具有第一N型阱区(51)，第二P型阱区(22)上层具有第二N型阱区(52)；在N型漂移区(1)上表面一侧具有栅氧化层(3)，栅氧化层(3)的下表面分别与N型漂移区(1)、第二P型阱区(22)、第三P型阱区(23)和第二N型阱区(52)接触，栅氧化层(3)上表面具有多晶硅(4)与栅电极(9)，栅电极(9)还沿栅氧化层(3)侧面垂直向下延伸至与第二N型阱区(52)接触；在N型漂移区(1)上表面另一侧具有阴极(8)，阴极(8)下表面与第一N型阱区(51)、第一P型阱区(21)接触；在栅电极(9)与阴极(8)之间的第一N型阱区(51)上层还具有P型源区(6)，且P型源区(6)的上表面分别与栅氧化层(3)和阴极(8)接触；栅氧化层(3)和多晶硅(4)与阴极(8)之间通过绝缘介质层(7)完全隔离；所述第一P型阱区(21)、第二P型阱区(22)、第三P型阱区(23)、第二N型阱区(52)、栅电极(9)和阴极(8)构成寄生二极管结构，第二N型阱区(52)与第二P型阱区(22)构成寄生二极管PN结，栅电极(9)与第二N型阱区(52)上表面接触的部分作为寄生二极管的阴极，阴极(8)、第一P型阱区(21)、第三P型阱区(23)和第二P型阱区(22)接触的部分作为寄生二极管的阳极。2.一种具备栅极自钳位功能的三维IGBT的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：采用衬底硅片...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈万军，朱建泽，汪淳朋，杨超，刘超，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：