[发明专利]具有SCR结构的沟槽栅IGBT器件

权利要求书

1.一种具有SCR结构的沟槽栅IGBT器件，其特征在于：其整个元胞关于元胞中线对称；其元胞结构包括从下至上依次层叠的金属电极(7)、P+集电区(6)、N型缓冲层(5)、N-漂移区(4)；金属发射极(9)、金属连线(19)和金属电极(18)位于N-漂移区(4)的上方；所述N-漂移区(4)的顶层中间区域设有分立浮空Pbody区(8)，所述分立浮空Pbody区(8)的内部顶层中间区域从下至上依次设有第一N型区(14)、P型区(13)、第二N型区(15)，所述P型区(13)、第一N型区(14)、第二N型区(15)的两侧都对称设置有沟槽介质层(12)，P型区(13)位于第一N型区(14)内部上方，第二N型区(15)位于P型区(13)内部上方，P型区(13)、第一N型区(14)、第二N型区(15)与分立浮空Pbody区(8)形成SCR结构；所述金属发射极(9)与金属电极(18)之间有一个或者多个由N+多晶硅(16)、P+多晶硅(17)形成的二极管，多个二极管之间通过金属连线(19)相连接；所述N+多晶硅(16)、P+多晶硅(17)与金属连线(19)形成的二极管下方通过介质层(11)与N-漂移区(4)形成隔离；P+基区(2)、N+发射区(1)均与金属发射极(9)接触；所述P+基区(2)、N+发射区(1)与分立浮空Pbody区(8)之间设有栅极结构，所述栅极结构包括栅电极(10)和栅介质层(3)，栅介质层(3)沿器件垂直方向延伸进入N-漂移区(4)中形成沟槽，所述栅电极(10)设置在沟槽中；所述栅介质层(3)的一侧与P+基区(2)、N+发射区(1)、N-漂移区(4)接触，所述栅介质层(3)的另一侧与分立浮空Pbody区(8)通过N-漂移区(4)相隔离。

2.根据权利要求1所述的一种具有SCR结构的沟槽栅IGBT器件，其特征在于：P型区(13)、第一N型区(14)、第二N型区(15)与分立浮空Pbody区(8)形成的SCR在器件通态条件下不会开启。

3.根据权利要求1所述的一种具有SCR结构的沟槽栅IGBT器件，其特征在于：沟槽介质层(12)的深度大于等于第一N型区(14)的结深，沟槽介质层(12)的深度小于等于栅介质层(3)的深度。

4.根据权利要求1所述的一种具有SCR结构的沟槽栅IGBT器件，其特征在于：沟槽介质层(12)的间距大于等于金属电极(18)的宽度。

5.根据权利要求1所述的一种具有SCR结构的沟槽栅IGBT器件，其特征在于：沟槽介质层(12)在阻断状态下位于分立浮空Pbody区(8)的中性区内。

6.根据权利要求1所述的一种具有SCR结构的沟槽栅IGBT器件，其特征在于：P型区(13)的掺杂方式为非均匀掺杂或者均匀掺杂。

7.根据权利要求1所述的一种具有SCR结构的沟槽栅IGBT器件，其特征在于：第一N型区(14)的掺杂方式为非均匀掺杂或者均匀掺杂。

8.根据权利要求1所述的一种具有SCR结构的沟槽栅IGBT器件，其特征在于：第二N型区(15)的掺杂方式为非均匀掺杂或者均匀掺杂。

9.根据权利要求1所述的一种具有SCR结构的沟槽栅IGBT器件，其特征在于：分立浮空Pbody区(8)的掺杂方式为非均匀重掺杂或者均匀重掺杂。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种具有SCR结构的沟槽栅IGBT器件，其特征在于：器件所用半导体材料为单晶硅、碳化硅或者氮化镓。