[实用新型]绝缘栅双极晶体管有效

专利信息
申请号: 201120214540.1 申请日: 2011-06-23
公开(公告)号: CN202145450U 公开(公告)日: 2012-02-15
发明(设计)人: 赵佳;朱阳军;孙宝刚;卢烁今;左小珍 申请(专利权)人: 中国科学院微电子研究所
主分类号: H01L29/739 分类号: H01L29/739;H01L29/423
代理公司: 北京集佳知识产权代理有限公司 11227 代理人: 逯长明
地址: 100029 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 绝缘 双极晶体管
【说明书】:

技术领域

实用新型涉及半导体器件制作工艺技术领域,更具体地说,涉及一种绝缘栅双极晶体管。

背景技术

绝缘栅双极晶体管(Insulate Gate Bipolar Transistor,IGBT),兼具电力晶体管(Giant Transistor,GTR)和场效应晶体管(MOSFET)的多项优点,具有良好的特性。其作为新型电力半导体器件的主要代表,被广泛应用于工业、信息、新能源、医学、交通、军事和航空等领域。

由于IGBT器件的电流容量与其沟道宽度成正比,因此,在设计时应使能承受大电流的IGBT具有尽可能大的沟道宽度。而为了增大器件的沟道宽度,通常在有限的芯片面积上把一个大器件分成数量很多的小器件,并把所述多个小器件并联起来,其中,每一个小器件称为IGBT的一个单元或元胞。

IGBT元胞结构的不同极大地影响着器件的性能参数,如:元胞结构的不同可影响导通电阻,而导通电阻又决定了器件的导通电流和功率损耗。现有工艺中常见的IGBT的元胞结构为条状结构,参考图1、图2和图3,图1示出了现有工艺中常见的IGBT条状元胞结构的俯视图,图中示出了发射极区1、栅极区2、连接发射极区1的接触孔3;图2和图3分别为平面栅型和沟槽栅型IGBT条状元胞结构的剖面示意图,图2中栅极区5位于漂移区4上,故这种结构称为平面栅型IGBT,图3中栅极区6位于漂移区7内,所述栅极区6的形成是以在漂移区7内形成沟槽为前提的,故此种结构称为沟槽栅型IGBT。

无论是哪种栅结构的IGBT,由于其元胞结构均为条状,故其导通电阻较大。除此之外,具有条状元胞结构的IGBT,其一般需要有较长的接触孔来连接发射极区,因此,易于造成电流的分布不均匀,而如果采用分散的小孔来连接发射极区,则势必会出现接触不到的发射极区,从而造成闩锁现象。

实用新型内容

有鉴于此,本实用新型提供一种绝缘栅双极晶体管,该晶体管具有较小的导通电阻,且能使得电流分布更均匀。

为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:

一种绝缘栅双极晶体管,该绝缘栅双极晶体管的元胞结构呈正六角形形状或正方形形状。

优选的,所述绝缘栅双极晶体管的元胞结构成蜂窝状排列。

优选的,所述绝缘栅双极晶体管为平面栅型绝缘栅双极晶体管或沟槽栅型绝缘栅双极晶体管。

优选的,所述绝缘栅双极晶体管为贯通型绝缘栅双极晶体管或非贯通型绝缘栅双极晶体管。

优选的,所述绝缘栅双极晶体管为N沟道绝缘栅双极晶体管或P沟道绝缘栅双极晶体管。

从上述技术方案可以看出,本实用新型所提供的绝缘栅双极晶体管,其上的元胞结构呈正六角形形状或正方形形状,具有正六角形形状或正方形形状的元胞结构的绝缘栅双极晶体管,其单位元胞内垂直导电沟道区的面积占单位元胞总面积的比值较大,即:单位元胞内不能流过电流的无效面积占单位元胞总面积的比值较小,因此,导通电阻较小。

除此之外,采用正六角形形状或正方形形状作为绝缘栅双极晶体管的元胞结构,能够使得各元胞更紧密地结合,从而使得电流分布更均匀,还能提高器件的表面利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中常见的一种IGBT条状元胞结构的俯视图;

图2为现有技术中平面栅型IGBT条状元胞结构的剖面示意图;

图3为现有技术中沟槽栅型IGBT条状元胞结构的剖面示意图;

图4为本实用新型所提供的IGBT正六角形元胞结构的俯视图;

图5为本实用新型所提供的IGBT正方形元胞结构的俯视图;

图6为本实用新型所提供的平面栅型IGBT的剖面结构示意图;

图7为本实用新型所提供的沟槽栅型IGBT的剖面结构示意图;

图8为本实用新型所提供的IGBT正六角形元胞的排列方式示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

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