本发明专利技术是有关于一种具有高运算反应速度的绝缘栅双载子晶体管，包含一集极结构、一实体接触该集极结构的漂移区，及一实体接触该漂移区的栅极结构、一第一射极结构与一第二射极结构，该第一射极结构包括一井区及一实体接触井区的源极区，该第二射极结构包括一分流区，该集极结构、该井区及该分流区成第一电性，该漂移区与该源极区成第二电性。本发明专利技术借由该第二射极结构的分流区提供元件在导通时另一分流路径以避免寄生栅流体的导通引发元件失效，并提供在关闭的过程中载子复合的另一路径，提高载子复合效率，提高元件运算反应速度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种双载子晶体管，特别是涉及一种具有高运算反应速度的绝缘栅双载子晶体管。
技术介绍
绝缘栅双载子晶体管Qnsulated gate bipolar transistor，简称IGBT)为组合场效晶体管(metal oxide silicon field effect transistor，简称 MOSFET)及双载子晶体管(bipolar junction transistor，简称BJT)而成的复合元件，由于绝缘栅双载子晶体管具备场效晶体管的单栅极与高电流，及双载子晶体管的低饱和电压的优点，常应用于大功率电力装置，例如马达驱动面板。请参阅图1所示，是一种现有的绝缘栅双载子晶体管的剖视示意图。目前现有的绝缘栅双载子晶体管1包含一个集极结构11、一个漂移区12、一个栅极结构13，及一个射极结构14。该集极结构11为以ρ型半导体材料所构成的平坦的基板。该漂移区12以磊晶的方式实体接触该集极结构11，且以η型半导体为主要构成材料。该栅极结构13包括一个实体接触远离该集极结构11的漂移区12顶面的介电层 131，及一层实体接触该介电层131的导电层132，该介电层131为绝缘体，该导电层132与外界电连接而可接受来自外界的电能。该射极结构14设置于该漂移区12远离该集极结构11的顶面，并包括一个与该漂移区12实体接触的井区141、一个实体接触该井区141顶部的源极区142，及一个与该源极区142及井区141实体接触的接触插塞143。该井区141以ρ型半导体材料形成，该源极区142以η型半导体材料形成。由于该接触插塞143是以例如钨金属的导电材料构成，所以可利用该接触插塞143对外电连接，且该接触插塞143与该栅极结构13的导电层132不电连接。该集极结构11、该漂移区12，及该井区141界定了一个双载子晶体管；该漂移区 12、该栅极结构13、该井区141，及该源极区142界定了一个场效晶体管，该双载子晶体管及该场效晶体管组合成该绝缘栅双载子晶体管1。当给予一预定正电压差于该栅极结构13的导电层132与该射极结构14的接触插塞143间，该介电层131下的井区141形成电荷通道，该场效晶体管为该双载子晶体管提供一基极电流，进而使该绝缘栅双载子晶体管1导通；当该栅极结构13导电层132与该射极结构14的接触插塞143间由该预定正电压差转变为一负电压差或不加电压时，该场效晶体管不形成电荷通道，该绝缘栅双载子晶体管1由导通转变为关闭。然而当该栅极结构13导电层132与该射极结构14的接触插塞143间由该预定正电压差转变为一负电压差或不加电压时，该井区141的少数载子复合缓慢，或界面间的寄生电容释放电荷，造成该绝缘栅双载子晶体管1关闭时间长，引起元件关闭时集极电流曳3尾(current tailing)的问题。此外，若电流过大时，该集极结构11、该漂移区12、该井区141，及该源极区142形成寄生的栅流体(pnpn thyristor)导通，导致无法利用所给予栅极结构13的预定电压控制元件的开启与关闭，从而造成该绝缘栅双载子晶体管1动作失控。由此可见，上述现有的绝缘栅双载子晶体管在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型结构的具有高运算反应速度的绝缘栅双载子晶体管，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，克服现有的绝缘栅双载子晶体管存在的缺陷，而提供一种新型结构的具有高运算反应速度的绝缘栅双载子晶体管，所要解决的技术问题是使其可以提高元件关闭速度，从而更加适于实用。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出的一种具有高运算反应速度的绝缘栅双载子晶体管，其包含一个集极结构、一个漂移区、一个栅极结构、一个第一射极结构，及一个第二射极结构。该集极结构为第一电性，该漂移区成相反于第一电性的第二电性并实体接触该集极结构，该栅极结构包括一层导电层，及一层隔离该导电层和该漂移区的介电层，该第一射极结构包括一个成第一电性并实体接触该漂移区和该栅极结构的介电层的井区、一个成第二电性并位于该井区中的源极区，及一个实体接触该井区及源极区并用于对外电连接的第一接触插塞，该第二射极结构包括一个成第一电性且实体接触该漂移区的分流区，及一个实体接触该分流区并可对外电连接的第二接触插塞，该分流区借该漂移区不实体接触该第一射极结构的井区和源极区。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。较佳地，前述具有高运算反应速度的绝缘栅双载子晶体管，还包含一个基极结构， 该基极结构包括一个成第二电性并实体接触该漂移区的加速区，该加速区的主要载子浓度大于该漂移区的主要载子浓度。较佳地，前述具有高运算反应速度的绝缘栅双载子晶体管，其中该基极结构还包括一个实体接触该加速区并用于对外电连接的第三接触插塞。较佳地，前述具有高运算反应速度的绝缘栅双载子晶体管，其中该第二接触插塞具有一层实体接触该分流区的附着膜，及一个设置于该附着膜上的金属巨量体。较佳地，前述具有高运算反应速度的绝缘栅双载子晶体管，其中该分流区的主要载子浓度不大于该集极结构的主要载子浓度。较佳地，前述具有高运算反应速度的绝缘栅双载子晶体管，其中该井区的主要载子浓度不大于该集极结构的主要载子浓度。较佳地，前述具有高运算反应速度的绝缘栅双载子晶体管，其中该第一射极结构的井区具有一个成第一电性且实体接触该第一接触插塞的加强部。较佳地，前述具有高运算反应速度的绝缘栅双载子晶体管，其中该第一射极结构的源极区的主要载子浓度不小于该漂移区的主要载子浓度。较佳地，前述具高运算反应速度的绝缘栅双载子晶体管，其中该集极结构、该井区，与该分流区为P型，该源极区与该加速区为η型。较佳地，前述具高运算反应速度的绝缘栅双载子晶体管，其中该集极结构、该井区，与该分流区为η型，该源极区与该加速区为ρ型。本专利技术与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本专利技术具有高运算反应速度的绝缘栅双载子晶体管至少具有下列优点及有益效果本专利技术利用第二射极结构的分流区，减少了元件在动作时诱发寄生的栅流体导通而造成元件失效的机率，并且还提供了元件在关闭时的另一电荷复合路径，降低了元件关闭所需的时间。综上所述，本专利技术是有关于一种具有高运算反应速度的绝缘栅双载子晶体管，包含一集极结构、一实体接触该集极结构的漂移区，及一实体接触该漂移区的栅极结构、一第一射极结构与一第二射极结构，该第一射极结构包括一井区及一实体接触井区的源极区， 该第二射极结构包括一分流区，该集极结构、该井区及该分流区成第一电性，该漂移区与该源极区成第二电性。本专利技术借由该第二射极结构的分流区提供元件在导通时另一分流路径以避免寄生栅流体的导通引发元件失效，并提供在关闭的过程中载子复合的另一路径，提高载子复合效率，提高元件运算反应速度。本专利技术在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：林永发，徐守一，吴孟韦，陈面国，石逸群，
申请(专利权)人：茂达电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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