[实用新型]横向沟槽电极双通道发射极关断晶闸管

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体元器件技术领域，具体涉及一种横向沟槽电极双通道发射极关断晶闸管。

背景技术

如图1所示，其为现有技术中的横向双通道发射极关断晶闸管结构示意图，相比栅极关断晶闸管，正向电压低，并具有电流饱和特性，且因该电流饱和特性所致，发射极关断晶闸管同绝缘栅双极型晶体管（IGBT）一样，在晶闸管类型中，具有最优秀的安全工作区。

发射极关断晶闸管的正向伏安特性为向栅极2加正电压时，阴极1的电子通过通道流入漂移区，流入的电子电流作为pnp晶体管的基极电流驱动晶体管，其结果空穴导通p+区与n+区交界面，触发晶闸管，然而，当阳极3电压持续升高时，空穴注入增多，流入存在于阴极区的p-基层的空穴增加，会导通结构性存在的寄生晶闸管。

发射极关断晶闸管、BRT晶闸管以及IGBT等MOS控制型电源管理半导体的输入阻抗高，器件导通时，导通电阻小，因此功耗低。发射极关断晶闸管虽为MOS控制型晶闸管，但可采用与IGBT制备工艺相同的双重扩散方式，因此相比采用三重扩散工艺的MOS控制型晶闸管，制造工艺容易，而且双通道发射极晶闸管还具有由栅驱动引起的电流饱和特性以及可在宽安全工作区内导通等优点。然而现有技术还存在如下问题：MOS控制型晶闸管因结构上存在的寄生晶闸管的闩锁现象导致失去电流饱和特性，致使作为MOS控制晶闸管优点的依托MOS栅极控制器件变为不可能，以及水平制造双通道发射极晶闸管时，由于漂移层的长度极短，导致可测得的区内击穿电压极低。

发明内容

针对上述问题，本实用新型公开了一种横向沟槽电极双通道发射极关断晶闸管，旨在开发既能提升击穿电压，又能保持闩锁电流密度不变，并且几乎不产生回跳现象的沟槽电极结构的双通道发射极关断晶闸管。

本实用新型的技术方案如下：

一种横向沟槽电极双通道发射极关断晶闸管，包括p型基板、在所述p型基板上层形成的n-漂移层、在n-漂移层的正面形成阴极、双通道栅极和阳极、所述n-漂移层上的阴极与双通道栅极之间形成的n+阴极区、p+基层及p-基层，在所述双通道栅极与阳极之间有一层膜，形成n+浮空区与p-基层，该膜与阴极之间形成p+区与n+缓冲区。

作为优选，所述P型基板由氧化膜形成。

作为优选，所述p型基板上层与所述n-漂移层之间还设有埋氧层。

本实用新型公开的公开了一种横向沟槽电极双通道发射极关断晶闸管在由氧化膜形成的p型基板正面形成n-漂移层，并分别将阴极、栅极及阳极制成沟槽型结构，由此制成既不出现回跳现象，又使二次发生的由寄生晶闸管导致的闩锁现象较晚发生，安全工作区较现有器件更宽，可实现高耐压的横向沟槽电极双通道发射极关断晶闸管，从而提供了一种既能提升击穿电压，又能保持闩锁电流密度不变，并且几乎不产生回跳现象的沟槽电极结构的双通道发射极关断晶闸管。

附图说明

图1为现有技术中的横向双通道发射极关断晶闸管结构示意图；

图2为本实用新型的横向沟槽电极双通道发射极关断晶闸管在一实施例中的结构示意图；

图3为图2的横向沟槽电极双通道发射极关断晶闸管与现有通用发射极关断晶闸管的伏安特性曲线图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细阐述。

如图2所示，本实用新型公开的横向沟槽电极双通道发射极关断晶闸管包括p型基板6、在所述p型基板6上层形成的n-漂移层4、在n-漂移层的正面形成阴极1、双通道栅极2和阳极3、所述n-漂移层4上的阴极1与双通道栅极2之间形成的n+阴极区、p+基层及p-基层，在所述双通道栅极2与阳极之间有一层膜，形成n+浮空区与p-基层，该膜与阴极之间形成p+区与n+缓冲区；在具体实施中，所述P型基板6由氧化膜形成；

作为优选，所述p型基板上层与所述n-漂移层之间还设有埋氧层5；

如图3所示，其为本实用新型的横向沟槽电极双通道发射极关断晶闸管与现有通用发射极关断晶闸管的伏安特性曲线图，两个器件在触发时，都几乎未显示出初期会出现的回跳现象，而是直接上升到晶闸管工作电压值，但是两个器件都出现了由寄生晶闸管导致的闩锁现象，虽然本实用新型公开的的器件的闩锁电流密度略低，不过是在高阳极电压下发生闩锁现象，电流饱和区又较宽，因此具有优秀的安全工作区；