[发明专利]一种具有空穴注入结构的集电极短路IGBT

摘要

一种具有空穴注入结构的集电极短路IGBT，属于半导体功率器件技术领域。本发明在传统平面非穿通型IGBT中引入空穴注入结构和集电极短路结构。所述集电极短路结构由短路N⁺区(3)与P型集电区(2)相间排列形成；所述空穴注入结构(14)由第三P⁺体区(5)、第三P型基区(6)、第三N⁺源区(7)和浮空导体(11)构成，其中浮空导体(11)将第三P型基区(6)和第三N⁺源区(7)短接。本发明在传统平面非穿通型IGBT中通过引入空穴注入结构和集电极短路结构可获得更低的导通压降，更大的饱和电流密度和更快的关断速度。采用本发明还可以使得非穿通型IGBT具有更优的基区载流子浓度分布，从而获得更好的正向导通压降和关断损耗之间的折衷。

主权项

1、一种具有空穴注入结构的集电极短路IGBT，它包括金属化集电极(1)、P型集电区(2)、N-基区(4)、P+体区(5)、P型基区(6)、N+源区(7)、多晶硅栅电极(8)、二氧化硅栅氧化层(9)、金属化源极(10)；器件从底层往上依次是金属化集电极(1)、P型集电区(2)、N-基区(4)；居于N-基区(4)顶部两侧由下往上依次是第一P+体区(5)、第一P型基区(6)、第一N+源区(7)和第二P+体区(5)、第二P型基区(6)、第二N+源区(7)；第一金属化源极(10)将第一P型基区(6)和第一N+源区(7)短接，并接源极电位；第二金属化源极(10)将第二P型基区(6)和第二N+源区(7)短接，并接源极电位；第一多晶硅栅电极(8)通过二氧化硅栅氧化层(9)与第一金属化源极(10)、第一N+源区(7)、第一P型基区(6)和N-基区(4)相隔离；第二多晶硅栅电极(8)通过二氧化硅栅氧化层(9)与第二金属化源极(10)、第二N+源区(7)、第二P型基区(6)和N-基区(4)相隔离；其特征在于，它还包括短路N+区(3)和空穴注入结构(14)，所述短路N+区(3)与P型集电区(2)相间排列，共同构成集电极短路结构；所述空穴注入结构(14)由第三P+体区(5)、第三P型基区(6)、第三N+源区(7)和浮空导体(11)构成，所述浮空导体(11)将第三P型基区(6)和第三N+源区(7)短接，并且电位保持浮空；所述金属化集电极(1)、P型集电区(2)、N-基区(4)和第一P+体区(5)、第一P型基区(6)、第一N+源区(7)、多晶硅栅电极(8)、二氧化硅栅氧化层(9)、第一金属化源极(10)构成第一绝缘栅双极型晶体管结构(12)；所述金属化集电极(1)、P型集电区(2)、N-基区(4)和第二P+体区(5)、第二P型基区(6)、第二N+源区(7)、多晶硅栅电极(8)、二氧化硅栅氧化层(9)、第二金属化源极(10)构成第二绝缘栅双极型晶体管结构(12)；所述金属化集电极(1)、短路N+区(3)、N-基区(4)和部分第二P型基区(6)、部分第三P型基区(6)、部分第二N+源区(7)、部分第三N+源区(7)以及多晶硅栅电极(8)、二氧化硅栅氧化层(9)构成垂直双扩散金属氧化物半导体结构(13)。