[實(shí)用新型]一種IGBT

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220657534.8
• 申請(qǐng)日: 2012-12-03
• 公開（公告）號(hào): CN203013733U
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張文亮;朱陽(yáng)軍;盧爍今;趙佳;吳振興
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海聯(lián)星電子有限公司;中國(guó)科學(xué)院微電子研究所;江蘇中科君芯科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/739
• 分類號(hào): H01L29/739;H01L29/423
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種IGBT。

背景技術(shù)

絕緣柵雙極型晶體管（Insulated?Gate?Bipolar?Transistor，簡(jiǎn)稱IGBT）是由雙極型三極管（BJT）和絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管（MOSFET）組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件，兼有MOSFET器件的高輸入阻抗和電力晶體管（即巨型晶體管，簡(jiǎn)稱GTR）的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)，由于IGBT具有驅(qū)動(dòng)功率小而飽和壓降低的優(yōu)點(diǎn)，目前IGBT作為一種新型的電力電子器件被廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域。

IGBT在實(shí)際的應(yīng)用中會(huì)遇到短路現(xiàn)象，導(dǎo)致器件損壞燒毀，失去正常功能，因此，IGBT通常對(duì)抗短路的能力要求非常高，即要求器件在發(fā)生短路時(shí)，能夠在承受高電壓及大電流的情況下維持一段時(shí)間不失效，以便使保護(hù)電路有足夠的響應(yīng)時(shí)間去關(guān)斷IGBT，保護(hù)器件不被燒毀。

溝槽型IGBT以其較低的通態(tài)壓降和較大的電流密度得到越來(lái)越普遍的應(yīng)用，相對(duì)于傳統(tǒng)的表面柵結(jié)構(gòu)的IGBT，溝槽型IGBT是在硅襯底下面形成許多淺而密的溝槽，其溝道為沿溝槽側(cè)壁的垂直溝道。

以N型溝道為例，如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)中溝槽型IGBT的結(jié)構(gòu)包括：

半導(dǎo)體襯底；

位于半導(dǎo)體襯底表面內(nèi)的溝槽柵極104；

位于半導(dǎo)體襯底表面內(nèi)、溝槽柵極104兩側(cè)的P^-（P型輕摻雜）阱區(qū)102，及位于P^-阱區(qū)102的表面內(nèi)、溝槽柵極104兩側(cè)的N⁺（Ｎ型重?fù)诫s）源區(qū)103；

位于P^-阱區(qū)102和N⁺源區(qū)103表面上的發(fā)射極105；

位于P^-阱區(qū)102和溝槽柵極104下方的N^-（Ｎ型輕摻雜）漂移區(qū)100，及位于N^-漂移區(qū)100下方的N⁺緩沖區(qū)101；

位于N⁺緩沖區(qū)101背面的P⁺（P型重?fù)诫s）集電區(qū)106。

但是，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，這種溝槽型IGBT抗短路能力較差，導(dǎo)致器件容易損壞燒毀。

實(shí)用新型內(nèi)容

有鑒于此，本實(shí)用新型提供一種IGBT，以解決現(xiàn)有技術(shù)中IGBT抗短路能力差的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：

一種IGBT，包括：

半導(dǎo)體襯底；

位于所述半導(dǎo)體襯底表面內(nèi)的兩個(gè)溝槽柵結(jié)構(gòu)；

位于所述兩個(gè)溝槽柵結(jié)構(gòu)之間的開口，所述開口底部為平面，且所述開口的深度小于所述溝槽柵結(jié)構(gòu)的深度，所述開口的側(cè)壁與所述兩個(gè)溝槽柵結(jié)構(gòu)的側(cè)壁之間均具有間隙；

位于所述開口底部的平面假柵結(jié)構(gòu)，所述平面假柵結(jié)構(gòu)的厚度小于或等于所述開口的深度。

優(yōu)選的，所述平面假柵結(jié)構(gòu)包括，位于所述開口底部的假柵介質(zhì)層，及位于所述假柵介質(zhì)層表面上的假柵層。

優(yōu)選的，所述假柵層覆蓋所述開口底部的全部區(qū)域。

優(yōu)選的，所述假柵層為鏤空結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述假柵層包括多個(gè)相互平行的條形結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述假柵層的各條形結(jié)構(gòu)均平行于所述開口側(cè)壁與開口底部的交線。

優(yōu)選的，所述假柵層的各條形結(jié)構(gòu)均垂直于所述開口側(cè)壁與開口底部的交線。

優(yōu)選的，其特征在于，所述平面假柵結(jié)構(gòu)各區(qū)域的電位相同。

優(yōu)選的，還包括：位于所述兩個(gè)溝槽柵結(jié)構(gòu)之間的浮空區(qū)，所述浮空區(qū)的摻雜深度比所述兩個(gè)溝槽柵結(jié)構(gòu)的深度深；位于所述浮空區(qū)下方的漂移區(qū)，所述漂移區(qū)的摻雜類型與所述浮空區(qū)的摻雜類型相反。

優(yōu)選的，所述平面假柵結(jié)構(gòu)與所述溝槽柵結(jié)構(gòu)之間的寄生電容隨假柵層厚度的減小而減小。

優(yōu)選的，所述平面假柵結(jié)構(gòu)與所述溝槽柵結(jié)構(gòu)之間的寄生電容隨假柵層與溝槽柵結(jié)構(gòu)之間距離的增大而減小。

優(yōu)選的，所述平面假柵結(jié)構(gòu)與所述漂移區(qū)之間的寄生電容隨假柵層面積的減小而減小。

優(yōu)選的，所述平面假柵結(jié)構(gòu)與所述漂移區(qū)之間的寄生電容隨假柵層與漂移區(qū)之間距離的增大而減小。

優(yōu)選的，所述假柵層的材料為多晶硅或金屬。