[实用新型]一种IGBT

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，更具体地说，涉及一种IGBT。

背景技术

绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor，简称IGBT）是由双极型三极管（BJT）和绝缘栅型场效应管（MOSFET）组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET器件的高输入阻抗和电力晶体管（即巨型晶体管，简称GTR）的低导通压降两方面的优点，由于IGBT具有驱动功率小而饱和压降低的优点，目前IGBT作为一种新型的电力电子器件被广泛应用到各个领域。

IGBT在实际的应用中会遇到短路现象，导致器件损坏烧毁，失去正常功能，因此，IGBT通常对抗短路的能力要求非常高，即要求器件在发生短路时，能够在承受高电压及大电流的情况下维持一段时间不失效，以便使保护电路有足够的响应时间去关断IGBT，保护器件不被烧毁。

沟槽型IGBT以其较低的通态压降和较大的电流密度得到越来越普遍的应用，相对于传统的表面栅结构的IGBT，沟槽型IGBT是在硅衬底下面形成许多浅而密的沟槽，其沟道为沿沟槽侧壁的垂直沟道。

以N型沟道为例，如图1所示，现有技术中沟槽型IGBT的结构包括：

半导体衬底；

位于半导体衬底表面内的沟槽栅极104；

位于半导体衬底表面内、沟槽栅极104两侧的P^-（P型轻掺杂）阱区102，及位于P^-阱区102的表面内、沟槽栅极104两侧的N⁺（Ｎ型重掺杂）源区103；

位于P^-阱区102和N⁺源区103表面上的发射极105；

位于P^-阱区102和沟槽栅极104下方的N^-（Ｎ型轻掺杂）漂移区100，及位于N^-漂移区100下方的N⁺缓冲区101；

位于N⁺缓冲区101背面的P⁺（P型重掺杂）集电区106。

但是，在实际应用过程中发现，这种沟槽型IGBT抗短路能力较差，导致器件容易损坏烧毁。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种IGBT，以解决现有技术中IGBT抗短路能力差的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种IGBT，包括：

半导体衬底；

位于所述半导体衬底表面内的两个沟槽栅结构；

位于所述两个沟槽栅结构之间的开口，所述开口底部为平面，且所述开口的深度小于所述沟槽栅结构的深度，所述开口的侧壁与所述两个沟槽栅结构的侧壁之间均具有间隙；

位于所述开口底部的平面假栅结构，所述平面假栅结构的厚度小于或等于所述开口的深度。

优选的，所述平面假栅结构包括，位于所述开口底部的假栅介质层，及位于所述假栅介质层表面上的假栅层。

优选的，所述假栅层覆盖所述开口底部的全部区域。

优选的，所述假栅层为镂空结构。

优选的，所述假栅层包括多个相互平行的条形结构。

优选的，所述假栅层的各条形结构均平行于所述开口侧壁与开口底部的交线。

优选的，所述假栅层的各条形结构均垂直于所述开口侧壁与开口底部的交线。

优选的，其特征在于，所述平面假栅结构各区域的电位相同。

优选的，还包括：位于所述两个沟槽栅结构之间的浮空区，所述浮空区的掺杂深度比所述两个沟槽栅结构的深度深；位于所述浮空区下方的漂移区，所述漂移区的掺杂类型与所述浮空区的掺杂类型相反。

优选的，所述平面假栅结构与所述沟槽栅结构之间的寄生电容随假栅层厚度的减小而减小。

优选的，所述平面假栅结构与所述沟槽栅结构之间的寄生电容随假栅层与沟槽栅结构之间距离的增大而减小。

优选的，所述平面假栅结构与所述漂移区之间的寄生电容随假栅层面积的减小而减小。

优选的，所述平面假栅结构与所述漂移区之间的寄生电容随假栅层与漂移区之间距离的增大而减小。

优选的，所述假栅层的材料为多晶硅或金属。