[发明专利]集成钳位二极管的超结4H-SiC IGBT器件

权利要求书

1.一种集成钳位二极管的超结4H-SiC IGBT器件，其特征在于，该器件包括：P+发射区(1)、N+发射区(2)、P-body区(3)、NCEL层(4)、N-drift区(5)、N-buffer区(6)、P+集电区(7)、P-pillar区(8)、P+shield区(9)、金属集电极(10)、金属浮空电极(11)、栅极氧化层(12)、多晶硅栅极(13)、P+区(14)、N+区(15)和金属发射极(16)；

所述P+发射区(1)位于P-body区(3)和金属发射极(16)之间，其右侧与N+发射区(2)左侧接触；

所述N+发射区(2)位于P-body区(3)上表面，其左右两侧分别与P+发射区(1)右侧和栅极氧化层(12)左侧接触，其上表面分别与栅极氧化层(12)和金属发射极(16)接触；

所述P-body区(3)位于NCEL层(4)上表面，其右侧与栅极氧化层(12)左侧接触，其上表面分别与P+发射区(1)和N+发射区(2)接触；

所述NCEL层(4)位于P-body区(3)的下表面和N-drift区(5)的上表面；

所述N-drift区(5)位于NCEL层(4)的下表面和N-buffer区(6)的上表面，其右侧分别与P-pillar区(8)和P+shield区(9)接触；

所述N-buffer区(6)位于N-drift区(5)的下表面和P+集电区(7)的上表面；

所述P+集电区(7)位于N-buffer区(6)的下表面和金属集电极(10)的上表面；

所述P-pillar区(8)深入N-drift区(5)右侧内部，其上表面与P+shield区(9)下表面接触；

所述P+shield区(9)位于N-drift区(5)的右上位置，其下表面与P-pillar区(8)上表面接触，其上表面分别与金属浮空电极(11)下表面和栅极氧化层(12)下表面接触；

所述金属集电极(10)位于P+集电区(7)的下表面；

所述金属浮空电极(11)位于栅极氧化层(12)的右上位置，其下表面与P+shield区(9)上表面接触，其左侧与P+区(14)右侧接触；；

所述栅极氧化层(12)分别与N+发射区(2)、P-body区(3)、NCEL层(4)、P+shield区(9)、金属浮空电极(11)、P+区(14)、N+区(15)和金属发射极(16)接触，内部包含多晶硅栅极(13)；

所述多晶硅栅极(13)镶嵌于栅极氧化层(12)内部；

所述P+区(14)位于金属浮空电极(11)和N+区(15)之间，其下表面与栅极氧化层(12)上表面接触；

所述N+区(15)位于P+区(14)和金属发射极(16)之间，其下表面与栅极氧化层(12)上表面接触；

所述金属发射极(16)位于P+发射区(1)和N+发射区(2)的上表面，其右侧分别与栅极氧化层(12)左侧和N+区(15)左侧接触。

2.根据权利要求1所述的超结4H-SiC IGBT器件，其特征在于，所述N+发射区(2)、NCEL层(4)、N-drift区(5)、N-buffer区(6)和N+区(15)掺入N型杂质。

3.根据权利要求1所述的超结4H-SiC IGBT器件，其特征在于，所述P+发射区(1)、P-body区(3)、P+集电区(7)、P-pillar区(8)、P+shield区(9)和P+区(14)掺入P型杂质。

4.根据权利要求1所述的超结4H-SiC IGBT器件，其特征在于，所述金属集电极(10)、金属浮空电极(11)和金属发射极(16)的材料为Al、Au或Pt。

5.根据权利要求1所述的超结4H-SiC IGBT器件，其特征在于，所述栅极氧化层(12)采用的材料为SiO₂、SiN、Al₂O₃、AlN、MgO、Ga₂O₃、AlHfO_x及HfSiON中的一种或者几种的组合。

6.根据权利要求1所述的超结4H-SiC IGBT器件，其特征在于，所述多晶硅栅极(13)的材料为重掺杂的N型多晶硅栅。