[发明专利]一种抗闩锁效应的沟槽型绝缘栅晶体管器件

说明书

本发明涉及一种抗闩锁效应的沟槽型绝缘栅晶体管器件，包括芯片本体，芯片本体的边缘为终端保护区，芯片本体包括N型基区、P型基区、P+接触区及N+发射区、N型场终止区、P型集电极区、集电极金属层、发射极金属，芯片本体的中部包括元胞区，元胞区内设有多个元胞，芯片本体的中部还包括与元胞区隔离的闩锁测试区，闩锁测试区内设有闩锁测试模块，闩锁测试模块包括两组测试端子组件，每组测试端子组件包括位于P+接触区上方并与P+接触区连接的闩锁测试端子。本发明的抗闩锁效应的沟槽型绝缘栅晶体管器件具有闩锁检测功能，能够防止器件由于闩锁现象造成损坏。

技术领域

本发明涉及一种半导体器件，尤其涉及一种抗闩锁效应的沟槽型绝缘栅晶体管器件。

背景技术

沟槽型绝缘栅双极型晶体管是一种大功率的电力电子器件，对于现有的深沟槽型绝缘栅双极型晶体管，当正向导通电流大于50安培时，其电流密度往往较大，很容易发生闩锁效应。现有的沟槽型绝缘栅双极型晶体管器件一般采用N型单晶硅衬底100，由N型基区240、P型基区250、多晶硅栅极292、沟槽区290、栅氧化层291、N+发射极区260、绝缘介质层270、P+接触区280、N型场终止区230、P型集电极区220、正面发射极金属211以及集电极金属层210构成。当N+发射极区260下方的P型基区电阻Rw和流过N+发射极区260下方的空穴电流Ih过大，使得电阻Rw与空穴电流Ih的乘积（即P型基区与N+发射极之间的电势差）大于PN结的导通电压Vbi（约为0.8V）时，IGBT芯片内的寄生P+NPN+结构导通，IGBT器件失去栅极控制开关能力，器件发生闩锁现象，造成器件损坏。

有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的抗闩锁效应的沟槽型绝缘栅晶体管器件，使其更具有产业上的利用价值。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种具有闩锁检测功能、防止器件由于闩锁现象造成损坏的抗闩锁效应的沟槽型绝缘栅晶体管器件。

本发明的抗闩锁效应的沟槽型绝缘栅晶体管器件，包括芯片本体，芯片本体的边缘为终端保护区，芯片本体包括N型基区、位于N型基区上方的P型基区、位于P型基区上部的P+接触区及N+发射区、位于N型基区下方的N型场终止区、位于N型场终止区下方的P型集电极区、位于P型集电极区下方的集电极金属层、位于P型基区表面的发射极金属，芯片本体的中部包括元胞区，元胞区内设有多个元胞，其特征在于：芯片本体的中部还包括与所述元胞区隔离的闩锁测试区，闩锁测试区内设有闩锁测试模块，闩锁测试模块包括两组测试端子组件，每组测试端子组件包括位于P+接触区上方并与P+接触区连接的闩锁测试端子。

进一步的，本发明的抗闩锁效应的沟槽型绝缘栅晶体管器件，两组测试端子组件的闩锁测试端子之间连接有电流源。

进一步的，本发明的抗闩锁效应的沟槽型绝缘栅晶体管器件还包括电压测试模块，电压测试模块的两个输入端分别与两组测试端子组件的闩锁测试端子连接。

进一步的，本发明的抗闩锁效应的沟槽型绝缘栅晶体管器件所述元胞包括位于两个N+发射极区之间的沟槽区、位于沟槽区内侧的栅氧化层、位于栅氧化层内侧的多晶硅栅极、位于沟槽区上方并介于N+发射区及发射极金属之间的绝缘介质层。

借由上述方案，本发明至少具有以下优点：本发明的抗闩锁效应的沟槽型绝缘栅晶体管器件，通过闩锁测试端子的设置，使得抗闩锁效应的沟槽型绝缘栅晶体管器件能够通过两个闩锁测试端子测量P型基区的电阻，并根据该数值判断器件是否产生闩锁现象，当器件产生闩锁，器件可通过相应动动作以消除闩锁，进而实现抗闩锁效应的功能。

综上所述，本发明的抗闩锁效应的沟槽型绝缘栅晶体管器件具有闩锁检测功能，能够防止器件由于闩锁现象造成损坏。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明