能降低米勒电容的超结IGBT器件.pdf

(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CN105355656A(43)申请公布日2016.02.24(21)申请号201510819602.4(22)申请日2015.11.23(71)申请人江苏物联网研究发展中心地址214135江苏省无锡市新区菱湖大道200号中国传感网国际创新园C座申请人江苏中科君芯科技有限公司(72)发明人张须坤张广银卢烁今朱阳军(74)专利代理机构无锡市大为专利商标事务所(普通合伙)32104代理人曹祖良张涛(51)Int.Cl.H01L29/739(2006.01)H01L29/06(2006.01)H01L29/423(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称能降低米勒电容的超结IGBT器件(57)摘要本发明涉及一种能降低米勒电容的超结IGBT器件，其包括半导体基板，半导体基板的漂移区内设置第一导电类型柱以及第二导电类型柱；在第二导电类型柱内的上部设有第二导电类型基区，第二导电类型基区内设有第一导电类型源区，第一导电类型源区、第二导电类型基区与半导体基板上的发射极金属欧姆接触，在第二导电类型基区内用于形成导电沟道区域的上方覆盖有多晶硅栅极，多晶硅栅极通过覆盖在第二导电类型基区、第一导电类型柱上的绝缘层与第一导电类型源区、第二导电类型基区绝缘隔离，在绝缘层上覆盖有浮空栅极，所述浮空栅极通过绝缘层与多晶硅栅极绝缘隔离。本发明能有效减少米勒电容，并能屏蔽寄生电容，提高超结器件的高频特性，安全可靠。CN105355656ACN105355656A权利要求书1/1页1.一种能降低米勒电容的超结IGBT器件，包括具有第一导电类型的半导体基板，所述半导体基板的漂移区内设置若干呈交错分布的第一导电类型柱以及第二导电类型柱；其特征是：在所述第二导电类型柱内的上部设有第二导电类型基区，所述第二导电类型基区内设有第一导电类型源区，第一导电类型源区、第二导电类型基区与半导体基板上的发射极金属（1）欧姆接触，在第二导电类型基区内用于形成导电沟道区域的上方覆盖有多晶硅栅极（5），所述多晶硅栅极（5）通过覆盖在第二导电类型基区、第一导电类型柱上的绝缘层（4）与第一导电类型源区、第二导电类型基区绝缘隔离，在绝缘层（4）上覆盖有浮空栅极（2），所述浮空栅极（2）通过绝缘层（4）与多晶硅栅极（5）绝缘隔离，且浮空栅极（2）上覆盖有介电质层（3），浮空栅极（2）、多晶硅栅极（5）通过介电质层（3）与发射极金属（1）绝缘隔离。2.根据权利要求1所述的能降低米勒电容的超结IGBT器件，其特征是：在所述半导体基板的漂移区下方设有第一导电类型缓冲层，所述第一导电类型缓冲层上设有第二导电类型集电区，所述第二导电类型集电区上设置欧姆接触的集电极金属（12）。3.根据权利要求1所述的能降低米勒电容的超结IGBT器件，其特征是：所述半导体基板包括硅衬底。2CN105355656A说明书1/3页能降低米勒电容的超结IGBT器件技术领域[0001]本发明涉及一种超结IGBT器件，尤其是一种能降低米勒电容的超结IGBT器件，属于超结IGBT器件的技术领域。背景技术[0002]超结自1989年发明之日始，一直被视为突破“硅限”（siliconlimit）关键。基于超结的IGBT，比传统IGBT具有更低的通态电阻，应用前景非常可观。IGBT器件作为双极器件，其漂移区中少子注入引起的电导调制使IGBT得以在中高压领域代替BJT（BipolarJunctionTransistor—BJT）及GTO（GateTurn-OffThyristor）。但是，电导调制也使IGBT具有较长的拖尾电流，工作频率低、关断损耗较高。SJ-IGBT（超结IGBT）在柱体（包括N柱以及P柱）内的掺杂浓度达超过5E15后，柱体内电导调制消失，电子在N柱内流动，空穴在P柱内流动。此时，SJ-IGBT在柱体内的电流传输模式为多子运输，特性类似于多子器件，说明SJ-IGBT几乎没有拖尾电流，开关速度快。[0003]仿真SJ-IGBT器件的开关特性可以发现，SJ-IGBT的在米勒平台时间段的损耗和换流时的损耗相当，如何降低米勒电容是SJ-IGBT器件通态特性和开关特性（Eoff）之间进一步优化的关键，现有SJ-IGBT阴极制作工艺与传统IGBT类似，栅极与N柱之间的覆盖电容及发射极与栅极、N柱之间的寄生电容直接影响米勒电容的大小和器件的开关特性。发明内容[0004]本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种能降低米勒电容的超结IGBT器件，其结构紧凑，能有效减少米勒电容，并能屏蔽寄生电容，提高超结器件的高频特性，安全可靠。[0005]按照本发明提供的技术方案，所述能降低米勒电容的超结IGBT器件，包括具有第一导电类型的半导体基板，所述