[发明专利]一种新型高压低损耗IGBT结构

说明书

本发明所涉及的是一种新型高压低损耗IGBT结构,此IGBT结构为集成PMOS的沟槽IGBT结构，包括集成PMOS的超级基区IGBT(PSBL IGBT)结构与集成PMOS的GGEE type IGBT(PGE IGBT)结构，PSBL IGBT结构是在SBL IGBT内部集成了PMOS结构，不仅改善了器件的导通特性与耐压特性，同时极大的改善了器件导通压降Vce(on)与关断损耗Eoff之间的折中关系,以及导通损耗Eon与续流二极管(FWD)反向恢复时的dVAK/dt折中关系，PGE IGBT结构是在GE IGBT内部集成了PMOS结构,其极大的改善器件的导通压降Vce(on)与关断损耗Eoff之间的折中关系。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其是一种新型高压低损耗IGBT结构。

背景技术

绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT）作为当下电子电路应用的核心器件，被广泛应用于汽车、铁路、家电、通信及航空航天各个领域，IGBT的使用极大地提高了电力电子系统的性能，它一直在致力于优化其导通压降Vce(on)与关断损耗Eoff之间的折中关系以及导通损耗Eon与续流二极管(FWD)反向恢复时dVAK/dt的折中关系。

IGBT因兼具金属-氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的低阻抗易驱动以及双极结型晶体管（BJT）的大电流低导通压降等特点在中高压领域得到广泛的应用，如今为响应国家倡导的绿色能源以及节能减排与可持续发展的政策，如何降低IGBT的开关损耗成为IGBT研究的热门话题，近年来国内外相继提出了许多低损耗IGBT结构，虽然都改善了器件的开关特性但是也存在一些缺陷从而限制其实际应用中的发展，本发明基于与IGBT的理解提出了一种新型低损耗的IGBT结构。

发明内容

为了降低IGBT的开关损耗，本发明提供了一种新型高压低损耗IGBT结构。

本发明解决其技术问题是通过以下的技术方案来实现的：

本发明提供了一种新型高压低损耗IGBT结构，此IGBT结构为集成PMOS的沟槽IGBT结构，包括集成PMOS的超级基区IGBT(PSBL IGBT)结构与集成PMOS的GGEE type IGBT(PGEIGBT)结构。

上述的集成PMOS的超级基区IGBT(PSBL IGBT)结构是在有超级基区IGBT(SBLIGBT）结构的基础上引入一个与发射极等电位的沟槽结构，第二P型基区、N型载流子存储层、P型基区、以及与发射极等电位的沟槽结构形成具有自偏置PMOS结构，其中第二P型基区是PMOS的源区，N型载流子存储层是PMOS的基区，P型基区是PMOS的漏区，与发射极等电位的沟槽结构是PMOS的栅极。

上述的集成PMOS的GGEE type IGBT(PGE IGBT)结构是在内部集成了PMOS结构的IGBT(GE IGBT)的基础上，使与发射极短接的沟槽被浮空P区包围且在与发射极短接的P型区下方引入N型区，该N型区、浮空P型区、发射极短接沟槽以及与发射极短接的P型区形成具有自偏置的PMOS结构，相比于GE IGBT，PGE IGBT的特点是当器件导通后PMOS开启时，浮空P区的电势通过PMOS沟道与发射极短接的P型区连通，其上电势能够有效钳位住而不发生浮动，不仅能够改善器件的可靠性，同时能改善器件的电容特性。

本发明具有以下有益效果：本发明提出的新型的高压低损耗IGBT不仅改善的器件的导通压降Vce(on)与关断损耗Eoff之间的折中关系，同时还改善了器件的EMI特性。

附图说明

图1是本发明的PSBL IGBT结构示意图。

图2是本发明的PSBL IGBT结构等效电路示意图。

图3是本发明的PGE IGBT结构示意图。

具体实施方式