[发明专利]一种具有超结的逆导型IGBT

说明书

本发明涉及功率半导体技术，特别涉及一种具有超结的逆导型IGBT。相对于传统的超结逆导型IGBT，本发明将集电极区中的一部分的P+集电极区用N+集电区替换，并且用P型条以及介质隔离层将N型漂移区分为两个不相连的N型漂移区区域，P+集电极区与N+集电区各位于其中一个N型漂移区，器件正向导通时，由于左右两个N型漂移区相对隔离，因此导通状态近似于左侧IGBT双极导通状态与右侧MOS单极导通状态的叠加，不存在snapback现象。由于N+集电区的存在，器件能实现逆向导通。本发明的有益成果：实现逆向导通能力，无snapback现象，同时优化了逆向导通时电流分布。

技术领域

本发明属于功率半导体技术领域，特别涉及一种具有超结的逆导型IGBT(Insulated gate bipolar transistor，绝缘栅双极型晶体管)。

背景技术

逆导型IGBT是一种具有反向导通能力的IGBT。普通的IGBT不具备逆向导通能力，因此在应用时常会反向并联一个二极管进行续流保护。但是这样会导致系统体积增大，并且会引入寄生效应影响系统的可靠性。

传统的逆导型IGBT通过将一部分集电极区的P+区域替换成N+区来实现逆导功能。这对N+与P+区域的比例有一定的要求，N+区域过大，可能导致器件出现电压折回(snapback)效应，而N+区域越小，反向的电流分布会越不均匀。

发明内容

本发明的目的，就是针对上述问题，提出一种具有超结的逆导型IGBT。

本发明的技术方案：一种具有超结的逆导型IGBT，其元胞包括集电极结构、耐压层结构、发射极结构和栅极结构，耐压层结构位于集电极结构之上，发射极结构和栅极结构位于耐压层结构之上；

所述发射极结构包括位于耐压层结构上表面的P型阱区8，位于P型阱区8上表面的N+发射极区10和P+体接触区9，N+发射极区10位于P+体接触区9两侧，P+体接触区9上表面具有绝缘层11，绝缘层11向两侧延伸与N+发射极区10上表面接触，N+发射极区10和P+体接触区9的共同引出端为发射极E；

所述栅极结构为沟槽栅，沟槽栅由第一绝缘介质11和位于第一绝缘介质11之中的第一导电材料12构成；所述第一导电材料12的引出端为器件的栅极G；所述沟槽栅位于器件两端并从器件表面垂直贯穿P型阱区8，沟槽栅的侧面与P型阱区8和N+型发射极区10的侧面接触；

所述耐压层结构包括N型漂移区5以及P型条6，所述P型条6在N型漂移区5中间隔分布，所述P型条6的上表面与P型阱区8的下表面相连接，所述P型条6与N型漂移区5组成超结结构，所述沟槽栅延伸入N型漂移区5中，N型漂移区5的上表面还与P型阱区8下表面接触；

所述集电极结构包括P+集电极区2、N+集电极区1和N型缓冲层3，所述N型缓冲层3的上表面与耐压层相连接，所述P+集电极区2以及N+集电极区1的上表面与N型缓冲层3相连接，所述P+集电极区2以及N+集电极区1的共同引出端为集电极C；

其特征在于，所述集电极结构还包括绝缘介质隔离层4，绝缘介质隔离层4将P+集电极区2以及N+集电极区1分隔开，并且贯穿N型缓冲层3后延伸入P型条6中，位于P型条6中的绝缘介质隔离层4的侧面与上表面与N型漂移区5接触。

本发明的有益效果为，本发明的逆导型IGBT实现了逆向导通的能力，相对于传统的逆导型IGBT而言，本发明消除了snapback现象，可以在更小的元胞宽度下实现逆导功能，并且反向导通电流更加均匀。

附图说明

图1是本发明的具有超结的逆导型IGBT示意图；

图2是常规超结IGBT示意图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细的描述