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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109768080A(43)申请公布日2019.05.17(21)申请号201910062000.7(22)申请日2019.01.23(71)申请人电子科技大学地址611731四川省成都市高新区(西区)西源大道2006号(72)发明人李泽宏彭鑫赵一尚任敏张波(74)专利代理机构成都点睛专利代理事务所(普通合伙)51232代理人敖欢葛启函(51)Int.Cl.H01L29/06(2006.01)H01L21/331(2006.01)H01L29/739(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种具有MOS控制空穴通路的IGBT器件(57)摘要本发明提供一种具有MOS控制空穴通路的IGBT器件,属于功率半导体器件技术领域,本发明在传统IGBT器件的P+浮空pbody区内引入由栅介质层、MOS控制栅电极和P-型MOS沟道区形成的MOS控制栅结构,MOS区等效为受到栅压控制作用的开关;在器件正向导通时使得pbody区电位浮空,实现空穴存储,降低了器件的饱和导通压降;在器件关断和短路条件下,提供了空穴的泄放通路,降低密勒电容,实现了低关断损耗和更稳固的短路能力。CN109768080ACN109768080A权利要求书1/1页1.一种具有MOS控制空穴通路的IGBT器件,其特征在于:其元胞结构包括从下至上依次层叠的金属集电极(7)、P+集电区(6)、N型缓冲层(5)、N-漂移区(4)和金属发射极(11);所述N-漂移区(4)的顶层中间区域设有P+浮空pbody区(8),所述P+浮空pbody区(8)的两侧分别设有P+基区(2),所述P+基区(2)的顶层设有N+发射区(1);所述P+基区(2)和N+发射区(1)通过金属发射极(11)相接触;所述P+基区(2)和N+发射区(1)两者与P+浮空pbody区(8)之间设有IGBT栅极结构,P+浮空pbody区(8)和所述栅极结构不相邻,所述栅极结构包括栅电极(9)和栅介质层(3),栅介质层(3)沿器件垂直方向延伸进入N-漂移区(4)中形成沟槽,所述栅电极(9)设置在沟槽中;所述栅介质层(3)的一侧与P+基区(2)、N+发射区(1)和N-漂移区(4)接触,所述栅介质层(3)的另一侧与P+浮空pbody区(8)通过N-漂移区(4)相隔离;所述P+浮空pbody区(8)中还设有栅介质层(3)、MOS控制栅电极(14)和P-型MOS沟道区(15)形成的MOS控制栅结构;P-型MOS沟道区(15)设置在P+浮空pbody区(8)顶层的中间区域,且通过P+型接触区(13)和金属发射极(11)、与P+基区(2)和N+发射区(1)相接触,所述MOS控制栅电极(14)对称设置在P-型MOS沟道区(15)的两侧,通过栅介质层(3)实现与P-型MOS沟道区(15)隔离,MOS控制栅电极(14)通过连接桥(12)与IGBT栅电极(9)相接触;所述MOS控制栅电极(14)与P+浮空pbody区(8)间通过栅介质层(3)相隔离;所述金属发射极(11)与连接桥(12)之间、以及连接桥(12)与N-漂移区(4)之间分别通过介质层(10)相隔离。2.根据权利要求1所述的一种具有MOS控制空穴通路的IGBT器件,其特征在于:所述MOS控制栅结构位于正向阻断状态下浮空pbody区(8)的中性区。3.根据权利要求1所述的一种具有MOS控制空穴通路的IGBT器件,其特征在于:所述P-型MOS沟道区(15)的宽度小于通态条件下MOS控制栅电极(14)产生的电子积累层宽度。4.根据权利要求1所述的一种具有MOS控制空穴通路的IGBT器件,其特征在于:所述MOS控制栅电极(14)采用与栅电极(9)相同结构,或采用尖角型MOS控制栅结构。5.根据权利要求1所述的一种具有MOS控制空穴通路的IGBT器件,其特征在于:P+浮空pbody区(8)的结深大于IGBT栅极结构的深度。6.根据权利要求1所述的一种具有MOS控制空穴通路的IGBT器件,其特征在于:器件所用半导体的材料为单晶硅、碳化硅或者氮化镓。7.根据权利要求1所述的一种具有MOS控制空穴通路的IGBT器件,其特征在于:P+浮空pbody区(8)的掺杂方式为非均匀掺杂。2CN109768080A说明书1/5页一种具有MOS控制空穴通路的IGBT器件技术领域[0001]本发明属于功率半导体器件技术领域,具体涉及一种具有MOS控制空穴通路的IGBT器件。背景技术[0002]绝缘栅双极晶体管(InsulatedGateBipolarTransistor,IGBT)凭借着栅极易驱动、输入阻抗高、电流密度大、饱和压降低等优点,广泛应用在轨道交通、智能电网、风力发电等重要领域,已成为中高功率范围内的主