[发明专利]能够快速骤回的逆导型绝缘栅双极型晶体管及其实现方法

权利要求书

1.一种能够快速骤回的逆导型绝缘栅双极型晶体管，其特征在于，所述逆导型绝缘栅双极型晶体管RC-IGBT包括：

主区域，所述主区域包括非有源区、IGBT部分以及FWD部分；

所述非有源区包括栅极流道与边缘终端；所述主区域分为多块，每一块中多个IGBT部分以及FWD部分间隔分布，所述主区域的各块之间设置有第一栅极流道，所述主区域的各块的外围设置有第二栅极流道，第一栅极流道与第二栅极流道区贯通，所述第二栅极流道外围包设有所述边缘终端；所述非有源区产生电流密度大于预设阈值的电子流；

所述主区域的下方设置有n-型漂移区，所述n-型漂移区的下方设置n+型缓冲区，所述n+型缓冲区的下方设置p+型集电极区及n+阴极区，所述n+阴极和p+型集电极区域通过背面接触短接，所述p+型集电极区的下方连接所述集电极。

2.如权利要求1所述的逆导型绝缘栅双极型晶体管，其特征在于，所述p+型集电极区的长度为150μm-200μm。

3.如权利要求1或2所述的逆导型绝缘栅双极型晶体管，其特征在于，所述n-型漂移区的等效电阻值为Rd,所述n+型缓冲区的等效电阻值为Rb；其中，Rd/Rb1。

4.如权利要求3所述的逆导型绝缘栅双极型晶体管，其特征在于，所述RC-IGBT满足以下条件：

(A×(ρ1/ρ2)×(L1×L2)/W2))1

其中A是结构因子，L1为n-型漂移区的厚度，L2为所述n+型缓冲区的宽度，ρ1为n-型漂移区的电阻率，ρ2为所述n+型缓冲区的电阻率，W为p+型集电极区的长度。

5.一种用于实现能够快速骤回的逆导型绝缘栅双极型晶体管的方法，其特征在于，所述逆导型绝缘栅双极型晶体管RC-IGBT包括：主区域；所述主区域包括非有源区、IGBT部分以及FWD部分，所述非有源区包括栅极流道与边缘终端；所述主区域分为多块，每一块中多个IGBT部分以及FWD部分间隔分布，所述主区域的各块之间设置有第一栅极流道，所述主区域的各块的外围设置有第二栅极流道，第一栅极流道与第二栅极流道贯通，所述第二栅极流道外围包设有所述边缘终端；

所述主区域的下方设置有n-型漂移区，所述n-型漂移区的下方设置n+型缓冲区，所述n+型缓冲区的下方设置p+型集电极区及n+阴极区，所述n+阴极和p+型集电极区域通过背面接触短接，所述p+型集电极区的下方连接所述集电极；

所述方法包括：

所述非有源区产生电流密度大于预设阈值的电子流；

所述电子流通过所述n+型缓冲区流入相邻的n+阴极区；

集中在所述n+型缓冲区中的电子流导致产生电压降；

当所述电压降超过所述n+型缓冲区和p+型集电极区之间的p-n结的内置电压时，所述p-n结导通，过量的空穴载流子从p+型集电极区注入所述n-型漂移区，导致RC-IGBT的Vce快速降低到骤回终点电压，所述骤回终点电压为RC-IGBT的Vce-Ic导通状态特性与IGBT一致的临界电压。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述p+型集电极区的长度为150μm-200μm。

7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述n-型漂移区的等效电阻值为Rd,所述n+型缓冲区的等效电阻值为Rb；Rd/Rb1。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述RC-IGBT满足以下条件：

(A×(ρ1/ρ2)×(L1×L2)/W2))1

其中A是结构因子，L1为n-型漂移区的厚度，L2为所述n+型缓冲区的宽度，ρ1为n-型漂移区的电阻率，ρ2为所述n+型缓冲区的电阻率，W为p+型集电极区的长度。