[发明专利]一种具有MOS控制空穴通路的IGBT器件

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。

主权项

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。