[发明专利]具有降低的反馈电容的IGBT

摘要

一种IGBT包括至少一个第一类晶体管单元，该第一类晶体管单元包括基区、第一发射区、体区和第二发射区。体区被布置在第一发射区与基区之间。基区被布置在体区与第二发射区之间。IGBT还包括毗邻体区且通过栅极电介质与体区介电绝缘的栅电极以及毗邻基区且通过基电极电介质与基区介电绝缘的基电极。基区具有邻接基电极电介质的第一基区部分和被布置在第二发射区与第一基区部分之间的第二基区部分。第一基区部分的掺杂浓度比第二基区部分的掺杂浓度高。 1

主权项

1.一种包括至少一个第一类晶体管单元的IGBT，其包括：

基区、第一发射区、体区和第二发射区，其中所述体区被布置在所述第一发射区与所述基区之间，并且其中所述基区被布置在所述体区与所述第二发射区之间；

栅电极，其毗邻所述体区并且通过栅极电介质与所述体区介电绝缘；以及

基电极，其毗邻所述基区并且通过基电极电介质与所述基区介电绝缘，

其中所述基区具有邻接所述基电极电介质的第一基区部分和被布置在所述第二发射区与所述第一基区部分之间的第二基区部分，并且其中所述第一基区部分的掺杂浓度比所述第二基区部分的掺杂浓度高，

所述IGBT还包括：

至少一个第二类晶体管单元，其包括具有比所述第一类晶体管单元的所述第一基区部分更低的掺杂浓度的第一基区部分。

2.根据权利要求1所述的IGBT，其中所述至少一个第一类晶体管单元的所述第一基区部分的所述掺杂浓度介于1E14cm^‑3与1E17cm^‑3之间，并且其中所述至少一个第一类晶体管单元的所述第二基区部分的所述掺杂浓度介于1E13cm^‑3与1E16cm^‑3之间。

3.根据权利要求1所述的IGBT，其中所述至少一个第一类晶体管单元的所述第一基区部分的所述掺杂浓度介于5E15cm^‑3与5E16cm^‑3之间。

4.根据权利要求1所述的IGBT，其中在所述基区中所述至少一个第一类晶体管单元的所述第一基区部分和所述至少一个第一类晶体管单元的所述第二基区部分两者均邻接所述体区。

5.根据权利要求1所述的IGBT，其中在所述基区中只有所述至少一个第一类晶体管单元的所述第一基区部分邻接所述体区。

6.根据权利要求1所述的IGBT，其中所述基电极电介质比所述栅极电介质厚。

7.根据权利要求4所述的IGBT，其中所述基电极电介质的厚度与所述栅极电介质的厚度之比至少是1.2。

8.根据权利要求1所述的IGBT，其中所述栅电极和所述基电极被布置在半导体本体的公共沟槽中。

9.根据权利要求1所述的IGBT，其中所述基电极与所述基区的重叠至少是0.5微米。

10.根据权利要求1所述的IGBT，其中所述基电极电连接到所述栅电极。

11.根据权利要求1所述的IGBT，其中所述基电极是浮动的。

12.根据权利要求1所述的IGBT，其中所述基电极电连接到其连接到所述第一类晶体管单元的源区的电极。

13.根据权利要求1所述的IGBT，还包括：

被布置在所述基区与所述第二发射区之间的场停止区，所述场停止区具有比所述基区更高的掺杂浓度。

14.根据权利要求1所述的IGBT，其中所述第一发射区和所述基区是n型半导体区，并且其中所述体区和所述第二发射区是p型半导体区。

15.根据权利要求1所述的IGBT，其中所述栅电极被布置在半导体本体的沟槽中，其中所述体区毗邻所述沟槽的一个侧面，并且其中所述栅电极通过绝缘层与毗邻所述沟槽的第二侧面的半导体区绝缘。

16.根据权利要求15所述的IGBT，其中毗邻所述沟槽的所述第二侧面的所述半导体区具有与所述基区的掺杂类型互补的掺杂类型。

17.根据权利要求15所述的IGBT，其中所述绝缘层比所述栅极电介质厚。

18.根据权利要求1所述的IGBT，其中所述第二类晶体管单元的所述第一基区部分的所述掺杂浓度基本上对应于所述至少一个第一类晶体管单元的所述第二基区部分的所述掺杂浓度。

19.根据权利要求1所述的IGBT，还包括：

多个第二类晶体管单元，其中所述多个第二类晶体管单元具有不同掺杂浓度的第一基区部分。

20.根据权利要求19所述的IGBT，其中所述多个第二类晶体管单元被布置在具有多个第一类晶体管单元的单元阵列与边缘终止结构之间。

21.根据权利要求1所述的IGBT，其中所述至少一个第一类晶体管单元和所述第二类晶体管单元并联连接。

22.根据权利要求1所述的IGBT，还包括：

第三类晶体管单元，

其中所述第三类晶体管单元包括至少以下情况之一：

所述第三类晶体管单元的基电极电介质比所述至少一个第一类晶体管单元的所述基电极电介质薄；以及

所述第三类晶体管单元的第一基区部分具有比所述至少一个第一类晶体管单元的所述第一基区部分更高的掺杂浓度。

23.根据权利要求22所述的IGBT，其中所述至少一个第一类晶体管单元和所述第二类晶体管单元并联连接。

24.根据权利要求1所述的IGBT，还包括：

第三发射区，其掺杂类型与所述第二发射区的掺杂类型互补并且与所述第二发射区并联电耦合。

25.根据权利要求24所述的IGBT，还包括：

电连接到所述第二发射区和所述第三发射区的电极。

26.一种包括至少一个第一类晶体管单元的IGBT，其包括：

基区、第一发射区、体区、第二发射区和第三发射区，所述第三发射区的掺杂类型与所述第二发射区的掺杂类型互补并且与所述第二发射区并联电耦合，其中所述体区被布置在所述第一发射区与所述基区之间，并且其中所述基区被布置在所述体区与所述第二发射区之间；

栅电极，其毗邻所述体区并且通过栅极电介质与所述体区介电绝缘；以及

基电极，其毗邻所述基区并且通过基电极电介质与所述基区介电绝缘，

其中所述基区具有邻接所述基电极电介质的第一基区部分和被布置在所述第二发射区与所述第一基区部分之间的第二基区部分，并且其中所述第一基区部分的掺杂浓度比所述第二基区部分的掺杂浓度高，

所述IGBT还包括：

补偿区，电耦合到所述体区，比所述体区更深地延伸到所述基区中，与所述基电极电介质间隔开，且与所述第一基区部分形成pn结。

27.根据权利要求26所述的IGBT，其中所述第一发射区和所述基区是n型半导体区，并且其中所述体区和所述第二发射区是p型半导体区。