[發明專利]一種功率晶體管

有效

• 申請號: 201711058065.1
• 申請日: 2017-11-01
• 公開（公告）號: CN109755309B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 毛振東;龔軼;劉磊;袁愿林;劉偉
• 申請（專利權）人: 蘇州東微半導體有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06;H01L29/10
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

本發明提供了一種功率晶體管，包括源極、漏極、第一柵極、第二柵極、體二極管和體區接觸二極管，體二極管與體區接觸二極管串聯連接，第一柵極是控制柵極并通過柵極電壓來控制第一柵極所控制的第一電流溝道的開啟和關斷，第二柵極與源極連接并通過源極電壓來控制第二柵極所控制的第二電流溝道的開啟和關斷。本發明的功率晶體管在關斷時，能夠大幅降低流經體二極管的反向電流，從而能夠大幅降低體二極管內的少子載流子，使得功率晶體管實現快速的反向恢復功能。

技術領域

本發明屬于半導體功率器件技術領域，特別是涉及一種具有快速反向恢復功能的功率晶體管。

背景技術

圖1是現有技術的一種功率晶體管的剖面結構示意圖，如圖1所示，現有技術的一種功率晶體管包括n型漏區31和位于n型漏區31之上的n型漂移區30，在n型漂移區30內設有p型體區33，p型體區33和n型漂移區30之間形成功率晶體管中寄生的體二極管結構。在p型體區33內設有p型體區接觸區38和n型源區34，p型體區接觸區38的摻雜濃度通常大于p型體區33的摻雜濃度的最大峰值，從而p型體區接觸區38和源極金屬接觸層47形成歐姆接觸結構。柵介質層35和柵極36位于器件的電流溝道之上，電流溝道是功率晶體管結構中當施加柵極電壓時在半導體表面形成的積累層及反型層，電流溝道在圖1中未示出。n源區34和p型體區接觸區38通過源極金屬接觸層47接源極電壓。源極金屬接觸層47與其它導電層之間由層間絕緣層50隔離。

圖2是圖1所示的功率晶體管的等效電路示意圖。如圖2所示，現有技術的功率晶體管包括漏極101、源極102、柵極103、和體二極管104，其中，體二極管104是功率晶體管中的本征寄生結構?，F有技術的功率晶體管的工作機理是：1)當柵源電壓Vgs小于功率晶體管的閾值電壓Vth(即電流溝道的開啟電壓)，漏源電壓Vds大于0V時，功率晶體管處于關閉狀態；2)當柵源電壓Vgs大于功率晶體管的的閾值電壓Vth，漏源電壓Vds大于0V時，功率晶體管正向開啟，此時電流從漏極經電流溝道流到源極?，F有技術的功率晶體管在關斷時，當漏源電壓Vds小于0V時，體二極管處于正偏壓狀態，反向電流從源極經體二極管流至漏極，此時體二極管的電流存在注入少子載流子現象，而這些少子載流子在功率晶體管再一次開啟時進行反向恢復，導致較大的反向恢復電流，反向恢復時間長。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種具有快速反向恢復功能的功率晶體管，以解決現有技術中的功率晶體管因少子載流子注入問題造成的反向恢復時間較長的技術問題。

本發明實施例提供了一種功率晶體管，包括：

n型漏區以及位于所述n型漏區之上的n型漂移區，所述n型漂移區內設有p型體區，所述p型體區內設有p型體區接觸區、第一n型源區和第二n型源區，通常所述p型體區接觸區設于所述第一n型源區和所述第二n型源區之間；

位于所述p型體區接觸區之上的導電層，所述導電層與所述p型體區接觸區形成體區接觸二極管結構，其中所述導電層為該體區接觸二極管結構的陰極，所述p型體區接觸區為該體區接觸二極管結構的陽極；

位于所述p型體區內且介于所述第一n型源區和所述n型漂移區之間的第一電流溝道，覆蓋所述第一電流溝道的柵介質層和第一柵極，所述第一柵極通過柵極電壓來控制所述第一電流溝道的開啟和關斷；

位于所述p型體區內且介于所述第二n型源區和所述n型漂移區之間的第二電流溝道，覆蓋所述第二電流溝道的柵介質層和第二柵極，所述第二柵極、第一n型源區、第二n型源區、導電層之間電性連接并均接源極電壓，所述第二柵極通過源極電壓來控制所述第二電流溝道的開啟和關斷。

可選的，所述第一電流溝道的開啟電壓大于所述第二電流溝道的開啟電壓。