[发明专利]一种改善关断特性的栅控晶闸管器件

摘要

本发明提供一种改善关断特性的栅控晶闸管器件，从下到上依次层叠金属化阳极、第一导电类型半导体衬底、第二导电类型半导体外延层、金属化阴极；还包括第一导电类型半导体阱区、第二导电类型半导体阱区、重掺杂第一导电类型半导体区、栅极结构；仅在所述第二导电类型半导体阱区的一侧具有轻掺杂第一导电类型半导体区，轻掺杂第一导电类型半导体区的下表面与第一导电类型半导体阱区相接触，轻掺杂第一导电类型半导体区的掺杂浓度和宽度满足在多晶硅栅极零偏压时，轻掺杂第一导电类型半导体区被第二导电类型半导体区完全耗尽；本发明提高了栅控晶闸管器件的最大可关断电流，同时有效地防止关断失效，提高栅控晶闸管器件的可靠性。

主权项

一种改善关断特性的栅控晶闸管器件，从下到上依次层叠金属化阳极(301)、第一导电类型半导体衬底(302)、第二导电类型半导体外延层(303)、金属化阴极(310)；所述第二导电类型半导体外延层(303)内部上层具有第一导电类型半导体阱区(307)；所述第一导电类型半导体阱区(307)内部上层具有第二导电类型半导体阱区(308)；所述第二导电类型半导体阱区(308)的顶部两侧具有重掺杂第一导电类型半导体区(306)；所述第二导电类型半导体阱区(308)和重掺杂第一导电类型半导体区(306)顶部均与金属化阴极(310)连接；所述第二导电类型半导体阱区(308)两侧具有栅极结构；所述栅极结构从金属化阴极(310)的下表面，垂直向下依次贯穿重掺杂第一导电类型半导体区(306)、第二导电类型半导体阱区(308)、第一导电类型半导体阱区(307)；所述栅极结构中具有多晶硅栅电极(304)，所述多晶硅栅电极(304)与第二导电类型半导体外延层(303)、第一导电类型半导体阱区(307)、第二导电类型半导体阱区(308)和重掺杂第一导电类型半导体区(306)四者之间通过栅氧化层(305)隔离，所述多晶硅栅电极(304)与金属化阴极(310)之间填充绝缘介质层(309)，所述多晶硅栅电极(304)的下表面深度超过第一导电类型半导体阱区(307)的结深；其特征在于：仅在所述第二导电类型半导体阱区(308)的一侧具有轻掺杂第一导电类型半导体区(311)，所述轻掺杂第一导电类型半导体区(311)的下表面与第一导电类型半导体阱区(307)相接触，所述轻掺杂第一导电类型半导体区(311)的上表面和重掺杂第一导电类型半导体区(306)相接触，所述轻掺杂第一导电类型半导体区(311)的一侧与栅氧化层(305)相接触，所述轻掺杂第一导电类型半导体区(311)的掺杂浓度和宽度满足在多晶硅栅极(304)零偏压时，轻掺杂第一导电类型半导体区(311)被第二导电类型半导体区(308)完全耗尽。