[实用新型]一种基于SIC的高压IGBT器件

说明书

本实用新型公开了一种基于SIC的高压IGBT器件，其包括：P型衬底、N型重掺杂缓冲区、N型轻掺杂漂移区、CEL‑N型重掺杂区、P型阱区、P型发射区、N型重掺杂区、高K绝缘层、栅极多晶硅区、栅极、发射极和集电极，其中N型重掺杂缓冲区设在P型衬底上，集电极设在P型衬底的下表面，N型轻掺杂漂移区设在N型重掺杂缓冲区上，CEL‑N型重掺杂区设在N型轻掺杂漂移区上，P型阱区设在CEL‑N型重掺杂区两侧，P型阱区上设有与N型重掺杂区电连接的P型发射区和靠近栅结构区的N型重掺杂区，发射区电极设在P型发射区上，在CEL‑N重掺杂区和P型阱区的上表面设有高K绝缘层、栅极多晶硅区和栅极电极。通过该高压IGBT器件，可以有效地实现功率器件的运行快和损耗低的性能。

技术领域

本实用新型涉及半导体功率技术领域，具体涉及一种基于SIC的高压IGBT器件。

背景技术

绝缘栅双极型晶体管IGBT是一种MOSFET和双极型晶体管复合的新型电力电子器件，其输入极为MOSFET，输出极为PNP晶体管。该IGBT既有MOSFET驱动简单和快速的优点，又有功率晶体管容量大的优点，因而广泛应用在能源转换、机车牵引、工业变频、汽车电子和消费电子等领域，是电力电子领域重要核心器件之一。

传统的IGBT功率器件采用硅材料为基底，对硅片进行IGBT功率器件的制作，这种硅基IGBT功率器件在高温条件下运行较慢，且损耗较高，这将影响高温条件下的电力电子设备的工作。

针对上述问题，传统的IGBT功率器件有以下不足：

(1)在高温条件下运行较慢；

(2)在高温条件下损耗较高；

因此，亟待一种高压IGBT器件，可以解决高温条件下运行慢和损耗高的现象。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种基于SIC的高压IGBT器件，利用SiC的耐高温、高临界电场和高热电导率等特性，对其进行IGBT器件的制备，采用N型沟道的IGBT，可以有效地实现功率器件的运行快和损耗低的性能，还可以在高频条件下提高开关速度。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案具体如下：

一种高压IGBT器件，包括：P型衬底、N型重掺杂缓冲区、N型轻掺杂漂移区、CEL-N型重掺杂区、P型阱区、P型发射区、N型重掺杂区、高K绝缘层、栅极多晶硅区、栅极电极、发射电极和集电极。

进一步设置，所述集电极形成在所述P型衬底的下表面，在所述P型衬底上设有所述N型重掺杂缓冲区，在所述N型重掺杂缓冲区的上表面设有N型轻掺杂漂移区，在所述N型轻掺杂漂移区的上表面设有所述CEL-N型重掺杂区，且所述CEL-N型重掺杂区的上表面与衬底基片的上表面在同一水平面上。

进一步设置，所述N型重掺杂缓冲区的厚度小于所述N型轻掺杂漂移区的厚度。

进一步设置，所述N型轻掺杂漂移区的厚度大于所述CEL-N型重掺杂区的厚度。

如此设置，采用N型重掺杂缓冲区可以提供合适的压降，采用CEL-N型重掺杂区可以减小JFET区的电阻和增强N型轻掺杂漂移区的电导率调制。

进一步设置，在所述CEL-N型重掺杂区的两侧设有所述P型阱区，所述P型阱区的上表面与所述CEL-N型重掺杂区的上表面在同一水平面上，在所述P型阱区上设有与所述N型重掺杂区电连接的P型发射区和靠近栅结构区的N型重掺杂区，且所述P型发射区远离栅结构区，所述发射区电极(E)设置在所述P型发射区上。

进一步设置，所述P型发射区选用掺杂P型的多晶硅材料。

进一步设置，在所述CEL-N重掺杂区和所述P型阱区的上表面设有所述高K绝缘层，在所述高K绝缘层上表面设有所述栅极多晶硅区，在所述栅极多晶硅区的上表面设有所述栅极电极。