[实用新型]新型IGBT结构

说明书

本实用新型提供了一种新型IGBT结构，包括半导体衬底和至少一个元胞结构，元胞结构包括：设置于半导体衬底一侧的漂移区；设置于漂移区一侧的第一沟槽栅单元和第二沟槽栅单元，第一沟槽栅单元与第二沟槽栅单元上设有多个连接层，多个连接层间隔排布于第一沟槽栅单元与第二沟槽栅单元上；其中，第一沟槽栅单元和第二沟槽栅单元相邻侧之间设有第一阱区，第一沟槽栅单元远离第二沟槽栅单元侧设有第二阱区和第一源区，第二沟槽栅极单元远离第一沟槽栅单元侧设有第三阱区和第二源区。本实用新型能够有效地降低其结构带来的栅极电容的上升，从而能够在保持较低导通压降的同时，有效地降低其开关损耗，并能够优化高频特性，拓宽应用范围。

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，具体涉及一种新型IGBT结构。

背景技术

当前，随着IGBT结构设计和工艺技术的升级，IGBT主流产品已经从平面栅极升级成沟槽栅极，该沟槽栅IGBT结构相比平面栅IGBT结构电流密度大幅度提升。进一步地，还有人提出了PiN与沟槽栅IGBT复合的IEGT沟槽IGBT结构，其PiN结构通过大幅增强IGBT区域发射极附近的载流子浓度进而降低导通压降。

然而，上述沟槽栅IGBT结构，尤其是复合的IEGT沟槽IGBT结构，为获取更低的压降，其结构中PiN区域一般会大于IGBT区域，同时其PiN区域上面大多采用多晶硅来互联临近的的沟槽栅，但是沟槽栅极中间的多晶硅互联部分引入额外的Cge和Cgc，可造成IGBT开通和关断的损耗较高，进而导致部分中高频应用受限。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的目的在于提出一种新型IGBT结构，能够有效地降低其结构带来的栅极电容的上升，从而能够在保持较低导通压降的同时，有效地降低其开关损耗，并能够优化高频特性，拓宽应用范围。

为达到上述目的，本实用新型实施例提出了一种新型IGBT结构，包括半导体衬底和至少一个元胞结构，所述元胞结构包括：设置于所述半导体衬底一侧的漂移区；设置于所述漂移区一侧的第一沟槽栅单元和第二沟槽栅单元，所述第一沟槽栅单元与所述第二沟槽栅单元上设有多个连接层，多个所述连接层间隔排布于所述第一沟槽栅单元与所述第二沟槽栅单元上；其中，所述第一沟槽栅单元和所述第二沟槽栅单元相邻侧之间设有第一阱区，所述第一沟槽栅单元远离所述第二沟槽栅单元侧设有第二阱区和第一源区，所述第二沟槽栅极单元远离所述第一沟槽栅单元侧设有第三阱区和第二源区。

根据本实用新型实施例提出的新型IGBT结构，通过设置半导体衬底和至少一个元胞结构，其中，元胞结构中设有漂移区、第一沟槽栅单元和第二沟槽栅单元，其中，漂移区位于半导体衬底一侧，第一沟槽栅单元和第二沟槽栅单元位于漂移区一侧，并且第一沟槽栅单元与第二沟槽栅单元上设有多个连接层，多个连接层间隔排布于第一沟槽栅单元与第二沟槽栅单元上，此外，第一沟槽栅单元和第二沟槽栅极单元相邻侧之间还设有第一阱区，第一沟槽栅单元远离第二沟槽栅极单元侧设有第二阱区和第一源区，第二沟槽栅极单元远离第一沟槽栅单元侧设有第三阱区和第二源区，由此，能够有效地降低其结构带来的栅极电容的上升，从而能够在保持较低导通压降的同时，有效地降低其开关损耗，并能够优化高频特性，拓宽应用范围。

另外，根据本实用新型上述实施例提出的新型IGBT结构还可以具有如下附加的技术特征：

根据本实用新型的一个实施例，相邻所述元胞结构之间的多个所述连接层相互交叉排布。

根据本实用新型的一个实施例，每个所述元胞结构中的多个所述连接层等间距排布。

根据本实用新型的一个实施例，所述连接层为多晶硅覆盖层。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一阱区、所述第一沟槽栅单元和所述第二沟槽栅单元临近所述漂移区的侧边位于同一直线上。

根据本实用新型的一个实施例，所述第二阱区和所述第一源区，以及所述第三阱区和所述第二源区均连接发射极金属。