[发明专利]一种碳化硅门极可关断晶闸管在审
| 申请号： | 201810960515.4 | 申请日： | 2018-08-22 |
| 公开（公告）号： | CN109065614A | 公开（公告）日： | 2018-12-21 |
| 发明（设计）人： | 陈万军;高吴昊;邓操;左慧玲;夏云;刘超 | 申请（专利权）人： | 电子科技大学 |
| 主分类号： | H01L29/16 | 分类号： | H01L29/16;H01L21/332;H01L29/74 |
| 代理公司： | 成都点睛专利代理事务所(普通合伙) 51232 | 代理人： | 孙一峰 |
| 地址： | 611731 四川省*** | 国省代码： | 四川;51 |
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| 摘要： | 本发明涉及功率半导体技术，特别涉及一种碳化硅门极可关断晶闸管。本发明对常规碳化硅GTO的阴极区进行改造，通过在P+场截止层3下增加一层N‑IEB层(N type‑Injection Enhanced Buffer layer，N型注入增强缓冲层)13，由于N‑IEB层13掺杂浓度较低，提高了该区域内少数载流子寿命及迁移率，从而增大了阴极结构中的少数载流子扩散长度，进而增大了阴极注入效率。且由于在N型衬底2与N‑IEB层13之间由于浓度差会产生内建电场，其方向由N型衬底2指向N‑IEB层13，阻止少子空穴由N‑IEB层13向N型衬底2扩散，从而降低少子空穴扩散电流，进而也增大了阴极注入效率。 | ||
| 搜索关键词： | 碳化硅 衬底 门极可关断晶闸管 空穴 阴极 注入效率 少子 功率半导体技术 少数载流子寿命 少数载流子 扩散 场截止层 扩散电流 内建电场 阴极结构 缓冲层 浓度差 迁移率 阴极区 指向 掺杂 改造 | ||
【主权项】：
1.一种碳化硅门极可关断晶闸管，其元胞结构包括阴极结构、漂移区结构、门极结构和阳极结构；所述阴极结构包括自下而上依次层叠设置的阴极金属(1)、N型衬底(2)和N‑IEB层(13)；所述漂移区结构包括P‑漂移区(4)和位于P‑漂移区(4)下表面的P+场截止层(3)，所述P+场截止层(3)位于N‑IEB层(13)上表面；所述门极结构包括N‑门极区(5)、N+门极重掺杂区(6)以及N+门极重掺杂区(6)上表面的门极金属(8)；其中，N‑门极区(5)位于P‑漂移区(4)上表面，N+门极重掺杂区(6)位于N‑门极区(5)上层一侧，门极金属(8)位于N+门极重掺杂区(6)上表面并向两侧延伸至N‑门极区(5)上表面；所述阳极结构包括P+阳极区(7)以及位于P+阳极区(7)上表面的金属层(9)；P+阳极区(7)位于N‑门极区(5)另一侧的上表面；所述N+衬底(2)包括N+buffer层(12)与位于N+buffer层(12)下表面的N+衬底层(11)；所述N‑IEB层(13)是N型掺杂的碳化硅外延层，厚度为2～20μm，掺杂浓度为1e16～1e18cm‑3。
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