[发明专利]一种低通态压降IGBT及其控制方法、制造方法

说明书

本发明提供了一种低通态压降IGBT及其控制方法、制造方法，所述低通态压降IGBT包括栅极、发射极、控制电极和集电极；栅极、发射极和控制电极淀积在N型衬底的有源区；集电极淀积在N型衬底的P+集电区上；所述控制方法包括依据低通态压降IGBT的控制状态确定其工作模式。与现有技术相比，本发明提供的一种低通态压降IGBT及其控制方法、制造方法，通过控制电极的电压值有效抑制空穴流通，从而增加空穴在N‑区的存储量降低IGBT的通态损耗。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种低通态压降IGBT及其控制方法、制造方法。

背景技术

绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)不仅具有单极性器件和双极性器件的优点，还具备驱动电路简单、控制电路功耗/成本低、饱和电压低和器件自身损耗小等优点。IGBT包括正面发射极、栅极和背面集电极，其背面的背发射P+区的空穴流在Pwell基区被有效收集，N-区空穴存储量比较低，导致IGBT的电导调制效应差。同时，IGBT的电导调制效应对其通态损耗具有较大影响，因此为了降低IGBT的通态损耗需要改善N-区的电导调制效应。目前可以采用抑制空穴的流通以增强N-去空穴存储量的方法改善N-区的电导调制效应，主要包括两种方法：

1、在P-基区引入载流子存储层。

通过提高IGBT中PNP区域近Pwell基区的空穴浓度，降低饱和电压，进而降低IGBT的通态损耗。但是这种方法存在IGBT高压下漏电增大和安全工作区变差的缺陷。

2、采用深Trench结构。

通过设计Trench深度和Trench间隔抑制空穴的流通，增加空穴在N-区的存储量，增强N-区电导调制，降低饱和电压，进而降低IGBT的通态损耗。但是这种结构Trench结构存在可靠性和可控性较差的缺陷。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种低通态压降IGBT及其控制方法、制造方法。

第一方面，本发明中一种低通态压降IGBT的技术方案是：

所述低通态压降IGBT包括栅极、发射极、控制电极和集电极；

所述栅极、发射极和控制电极淀积在N型衬底的有源区；

所述集电极淀积在所述N型衬底的P+集电区上。

进一步地，本发明提供的优选技术方案为：

所述发射极淀积在所述有源区的N+发射区上；

所述控制电极淀积在所述有源区的P型离子掺杂区上。

第二方面，本发明中一种低通态压降IGBT的控制方法的技术方案是：

所述控制方法包括：依据所述低通态压降IGBT的控制状态确定其工作模式；

所述工作模式包括：

第一工作模式：同时启动和关断所述栅极和控制电极；

第二工作模式：顺次启动所述栅极和控制电极，并同时关断所述栅极和控制电极；

第三工作模式：同时启动所述栅极和控制电极，并顺次关断所述控制电极和栅极；

第四工作模式：顺次启动所述栅极和控制电极，并顺次关断所述控制电极和栅极。

进一步地，本发明提供的优选技术方案为：

所述控制状态包括开通状态和关断状态；

所述开通状态包括快速开通和慢速开通，所述关断状态包括快速关断和慢速关断。

进一步地，本发明提供的优选技术方案为：