本发明专利技术公开了一种抑制关断噪声的混合载流子器件，包括工作区、NMOS区域(303)、PMOS区域(304)、晶闸管区域(302)和电容器区域，所述NMOS区域(303)包围所述PMOS区域(304)，所述PMOS区域(304)包围所述晶闸管区域(302)，所述NMOS区域(303)和所述晶闸管区域(302)均呈六边形分布，所述NMOS区域(303)的栅极和晶闸管区域(302)的栅极连接形成电容器区域。本发明专利技术解决了现有晶闸管在关断期间产生的噪声电流的问题。的问题。的问题。
【技术实现步骤摘要】
一种抑制关断噪声的混合载流子器件
[0001]本专利技术涉及功率半导体
，特别是涉及一种抑制关断噪声的混合载流子器件。
技术介绍
[0002]MCT将MOSFET的高输入阻抗、低驱动功率、快速的开关过程和晶闸管的高电压大电流、低导通压降的特点结合起来，也是Bi
‑
MOS器件的一种，一个MCT器件由数以万计的MCT元组成，每个元的组成为：一个PNPN晶闸管，一个控制该晶闸管开通的MOSFET，和一个控制该晶闸管关断的MOSFET。MCT具有高电压、大电流、高载流密度和低通态压降的特点，其通态压降只有GTR的1/3左右，硅片的单位面积连续电流密度在各个器件中是最高的，另外，MCT可承受极高的di/dt和du/dt，使得其保护电路可以简化，MCT的开关速度超过GTR，开关损耗也小。
[0003]但是，目前的MCT在关断过程中，由于集电极电流在短时间内的急剧变化使器件在关断过程中形成噪声电流，该噪声电流不但在关断时出现严重的噪声干扰，还会对器件造成永久损伤。
技术实现思路
[0004]针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供的一种抑制关断噪声的混合载流子器件解决了现有MCT在关断过程中产生噪声电流的问题。
[0005]为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：一种抑制关断噪声的混合载流子器件，所述器件包括工作区、NMOS区域、PMOS区域、晶闸管区域和电容器区域，所述NMOS区域包围所述PMOS区域，所述PMOS区域包围所述晶闸管区域，所述NMOS区域和所述晶闸管区域均呈六边形分布，所述NMOS区域的栅极和晶闸管区域的栅极连接形成电容器区域。
[0006]上述方案的有益效果是：由于晶闸管和耗尽型PMOS的存在使得开启的导通压降小，进而提高了关断速度降低了关断损耗；同时利用第一电容器区域有效降低关断时产生的瞬时电压，以此达到降低关断时产生的噪声电流的目的，解决了现有MCT在关断过程中产生噪声电流的问题。
[0007]进一步地，NMOS区域包括第一电极重掺杂区域、第二电极基区、第六掺杂区域、第三掺杂区域、第四掺杂区域、第五掺杂区域、第一绝缘区域和第一控制栅极，所述第一控制栅极置于第一绝缘区域内部，且呈六边形分布，所述第一电极重掺杂区域包围第一绝缘区域，且呈六边形分布，所述第六掺杂区域置于第二电极基区下方，所述第三掺杂区域置于第六掺杂区域下方，所述第四掺杂区域置于第三掺杂区域下方，所述第五掺杂区域置于第四掺杂区域下方，所述第五掺杂区域内部包括第一电极。
[0008]上述进一步方案的有益效果是：当第一控制栅极加正电压时，第四电极重掺杂区域会向下注入电子，从而使器件快速的开启，而且该NMOS区域为六边形增大了其NMOS区域的面积，从而进一步提高了开启速度。
[0009]进一步地，PMOS区域包括第三电极基区、第七掺杂区域、第八掺杂区域、第三掺杂区域、第四掺杂区域和第五掺杂区域，所述第七掺杂区域置于第三电极基区下方，所述第八掺杂区域置于第七掺杂区域下方，所述第三掺杂区域置于第八掺杂区域下方，所述第四掺杂区域置于第三掺杂区域下方，所述第五掺杂区域置于第四掺杂区域下方，所述第五掺杂区域内部包括第一电极。
[0010]上述进一步方案的有益效果是：在关断时多余的载流子可以更快的进入PMOS通道，从而使多余载流子更快的流掉，从而提高关断速度并且降低关断损耗。
[0011]进一步地，晶闸管区域包括第一控制栅极、第二电极重掺杂区域、第二绝缘区域、第一电极基区、第一掺杂区域、第二掺杂区域、第三掺杂区域、第四掺杂区域和第五掺杂区域，所述第二绝缘区域包围第二电极重掺杂区域，所述第二电极重掺杂区域呈六边形分布，所述第一控制栅极置于第二绝缘区域内部，所述第一掺杂区域置于第一电极基区下方，所述第二掺杂区域置于第一掺杂区域下方，所述第三掺杂区域置于第二掺杂区域下方，所述第四掺杂区域置于第三掺杂区域下方，所述第五掺杂区域置于第四掺杂区域下方，所述第五掺杂区域内部包括第三电极。
[0012]上述进一步方案的有益效果是：通过设置晶闸管区域，利用PMOS区域将晶闸管区域包围起来用于关断期间快速进行剩余载流子的流通。
[0013]进一步地，电容器区域为第一电容器区域，所述第一电容器区域包括第二绝缘区域和第一控制栅极，所述第一控制栅极置于第二绝缘区域内部，所述第一电容器区域穿过PMOS区域并在PMOS区域内部均匀分布。
[0014]上述进一步方案的有益效果是：当器件关断时集电极电流急剧变化，产生的瞬时电动势影响关断时器件的关断电流，而第一电容器区域通过释放电荷进而抑制发射极的电荷变化，使关断过程中电流不会出现震荡，通过抑制关断时的瞬时电动势进而抑制关断时的噪声电流。
[0015]进一步地，电容器区域为第二电容器区域，所述第二电容器区域包括NMOS栅极延伸出来的一段栅极，所述NMOS栅极延伸出来的一段栅极与NMOS区域连接并被氧化层包裹，在NMOS区域的六条边上均有一个NMOS栅极延伸出来的一段栅极。
[0016]上述进一步方案的有益效果是：通过上述技术方案提供了电容结构的第二种实现方案，在六边形的NMOS栅极区域内每条边都设置NMOS栅极延伸出来的一段栅极，由此构成的电容器能够在关断器件释放大量存储在电容器区域内的电荷，从而达到抑制电荷变化的目的。
[0017]进一步地，电容器区域为第三电容器区域，所述第三电容器区域包括第一电极区域和第三绝缘区域，所述第三绝缘区域将第一电极区域包裹呈六边形分布并伸入PMOS区域。
[0018]上述进一步方案的有益效果是：通过上述技术方案提供了电容结构的第三种实现方案，通过设置该电容能够释放存储在其内部的电荷，阻止电荷变化。
附图说明
[0019]图1为一种抑制关断噪声的混合载流子器件元胞部分密铺图。
[0020]其中：001、器件第一单个元胞；002、器件第二单个元胞；003、器件元胞密铺；010、
器件沿AA；虚线切面图；020、器件沿BB；虚线切面图；030、器件沿CC；虚线切面图；100、第一电极；101、第五掺杂区域；102、第四掺杂区域；103、第三掺杂区域；104、第八掺杂区域；105第二掺杂区域；106、第一掺杂区域；107、第一电极基区；108、第六掺杂区域；109、第二电极基区；120、第三电极基区；121、第七掺杂区域；201、第一电极重掺杂区域；202、第一绝缘区域；203、第一控制栅极；204、第二电极重掺杂区域；207、第二绝缘区域；301、第一电容器区域；302、晶闸管区域；303、NMOS区域；304、PMOS区域；401、NMOS栅极延伸出来的一段栅极；501、第二电容器区域；601、第三电容器区域；610、第一电极区域；611、第三绝缘区域。
[0021]图2为器件单个元胞图。
[0022]图3为器件元胞截面图。
[0023]图4为第二种实现方式的器件元胞密铺图。
[0024]图5为第二种实现方式的器件单个元胞图。
本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种抑制关断噪声的混合载流子器件，其特征在于，所述器件包括工作区、NMOS区域(303)、PMOS区域(304)、晶闸管区域(302)和电容器区域，所述NMOS区域(303)包围所述PMOS区域(304)，所述PMOS区域(304)包围所述晶闸管区域(302)，所述NMOS区域(303)和所述晶闸管区域(302)均呈六边形分布，所述NMOS区域(303)的栅极和晶闸管区域(302)的栅极连接形成电容器区域。2.根据权利要求1所述的抑制关断噪声的混合载流子器件，其特征在于，所述NMOS区域(303)包括第一电极重掺杂区域(201)、第二电极基区(109)、第六掺杂区域(108)、第三掺杂区域(103)、第四掺杂区域(102)、第五掺杂区域(101)、第一绝缘区域(202)和第一控制栅极(203)，所述第一控制栅极(203)置于第一绝缘区域(202)内部，且呈六边形分布，所述第一电极重掺杂区域(201)包围第一绝缘区域(202)，且呈六边形分布，所述第六掺杂区域(108)置于第二电极基区(109)下方，所述第三掺杂区域(103)置于第六掺杂区域(108)下方，所述第四掺杂区域(102)置于第三掺杂区域(103)下方，所述第五掺杂区域(101)置于第四掺杂区域(102)下方，所述第五掺杂区域(101)内部包括第一电极(100)。3.根据权利要求1所述的抑制关断噪声的混合载流子器件，其特征在于，所述PMOS区域(304)包括第三电极基区(120)、第七掺杂区域(121)、第八掺杂区域(104)、第三掺杂区域(103)、第四掺杂区域(102)和第五掺杂区域(101)，所述第七掺杂区域(121)置于第三电极基区(120)下方，所述第八掺杂区域(104)置于第七掺杂区域(121)下方，所述第三掺杂区域(103)置于第八掺杂区域(104)下方，所述第四掺杂区域(102)置于第三掺杂区域(103)下方，所述第五掺杂区域(101)置于第四掺杂区域(102)下方，所述第五掺杂区域(101)内部包括第一电极(100)。4.根据权利要求1所述的抑制关断噪声的混合载流子器...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪志刚，张卓，
申请(专利权)人：图灵芯半导体成都有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。