[实用新型]IE型沟槽栅极IGBT

摘要

本实用新型涉及一种IE型沟槽栅极IGBT。用于进一步增强具有有源晶元的宽度比无源晶元更窄的窄有源晶元IE型沟槽栅极IGBT的性能的方法，有效的是缩减晶元从而增强IE效应。然而，当简单地缩减晶元时，由于增加的栅极电容而降低了切换速度。IE型沟槽栅极IGBT晶元形成区域基本上包括具有线性有源晶元区域(40a)的第一线性单元晶元区域(40f)、具有线性孔集电极区域(40c)的第二线性单元晶元区域(40s)以及布置在它们之间的线性无源晶元区域(40i)。

主权项

一种IE型沟槽栅极IGBT，其特征在于，包括： (a)具有第一主表面(1a)和第二主表面(1b)的半导体衬底(2)； (b)布置在所述半导体衬底(2)中并且具有第一导电类型的漂移区域(20)； (c)布置在所述第一主表面(1a)上的晶元形成区域(10)； (d)布置在所述晶元形成区域(10)中的大量线性单元晶元区域(40)，并且每个线性单元晶元区域(40)具有第一线性单元晶元区域(40f)和第二线性单元晶元区域(40s)； (e)布置在所述第一主表面(1a)上的金属栅极电极(5)；以及 (f)布置在所述第一主表面(1a)上的金属发射极电极(8)； 每个所述第一线性单元晶元区域(40f)包括： (x1)从所述第一主表面(1a)遍及所述漂移区域(20)的内部布置的线性有源晶元区域(40a)； (x2)电连接到所述金属栅极电极(5)并且分别被布置在所述第一主表面(1a)中的第一沟槽(21q)和第二沟槽(21r)中的第一线性沟槽栅极电极(14q)和第二线性沟槽栅极电极(14r)，从而从两个侧面保持所述第一线性沟槽栅极电极(14q)和所述第二线性沟槽栅极电极(14r)之间的所述线性有源晶元区域(40a)； (x3)布置在所述漂移区域(20)的所述第一主表面(1a)的所述侧面上的表面区域中并且具有与所述第一导电类型相反的第二导电类型的本体区域(15)； (x4)与所述线性有源晶元区域(40a)的两个侧面相邻布置的线性无源晶元区域(40i)，从而从两个侧面保持所述线性无源晶元区域(40i)之间的所述线性有源晶元区域(40a)，而 同时将所述第一线性沟槽栅极电极(14q)和所述第二线性沟槽栅极电极(14r)定义为边界； (x5)布置在所述线性无源晶元区域(40i)中的所述第一主表面(1a)的所述侧面上的基本上全部表面区域中的比所述本体区域(15)更深的并且具有与所述本体区域(15)的导电类型相同的导电类型的浮动区域(16)；以及 (x6)布置在所述本体区域(15)的所述第一主表面(1a)的所述侧面上的所述表面区域中的所述第一导电类型的发射极区域(12)； 每个所述第二线性单元晶元区域(40s)包括： (y1)从所述第一主表面(1a)遍布所述漂移区域(20)的所述内部布置的线性孔集电极晶元区域(40c)； (y2)电连接到所述金属发射极电极(8)并且分别被布置在所述第一主表面(1a)中的第三沟槽(21s)和第四沟槽(21t)中的第三线性沟槽栅极电极(14s)和第四线性沟槽栅极电极(14t)，从而从两个侧面保持所述第三线性沟槽栅极电极(14s)和第四线性沟槽栅极电极(14t)之间的所述线性孔集电极晶元区域(40c)； (y3)布置在所述漂移区域(20)的所述第一主表面(1a)的所述侧面上的所述表面区域中的所述本体区域(15)； (y4)与所述线性孔集电极晶元区域(40c)的两个侧面相邻布置的所述线性无源晶元区域(40i)，从而从两个侧面保持所述第三线性沟槽栅极电极(14s)和所述第四线性沟槽栅极电极(14t)之间的所述线性孔集电极晶元区域(40c)，同时将所述第三线性沟槽栅极电极(14s)和第四线性沟槽栅极电极(14t)定义为边界；以及 (y5)布置在所述线性无源晶元区域(40i)中的所述第一主表面(1a)的所述侧面上的基本上全部表面区域中的比所述本体区域(15)更深的并且具有与所述本体区域(15)的导电类 型相同的导电类型的所述浮动区域(16)。