[發明專利]具有改進的發射極結構的溝槽柵IGBT

有效

• 申請號: 201711225585.7
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN109841674B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 劉國友;朱利恒;戴小平;羅海輝;黃建偉
• 申請（專利權）人: 株洲中車時代電氣股份有限公司
• 主分類號: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L29/08
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;張杰

本發明涉及具有改進的發射極結構的溝槽柵IGBT。溝槽柵IGBT包括平行的兩個溝槽以及位于所述兩個溝槽之間的P基區和發射極，其中，所述發射極位于所述P基區上方，所述發射極包括多個N++區與兩兩相接的多個P++區，其中，從所述溝槽柵IGBT的頂面看，每個所述P++區的形狀均為以下任一種：圓形，其內接于所述兩個溝槽的側壁；橢圓形，其內接于所述兩個溝槽的側壁；以及N邊形，N為大于或等于2的偶數，其中，所述N邊形有且只有兩個頂點分別位于所述兩個溝槽的側壁上，且所述N邊形關于所述兩個溝槽中間的與所述溝槽平行的直線對稱，并且，所述N++區為所述兩個溝槽的側壁之間的除了所述P++區之外的區域。

技術領域

本發明涉及半導體器件領域，尤其涉及一種具有改進的發射極結構的溝槽柵IGBT。

背景技術

絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor，簡稱IGBT)在工業中的應用越來越廣泛，其中一種常見的IGBT為溝槽柵IGBT。溝槽柵IGBT為了減小溝槽間距同時提高IGBT的抗閂鎖能力，通常將其發射極的N++區與P++區設計成交替的長方形的結構，如圖1所示。這樣，不僅可以減小兩溝槽間的間距，同時可以降低P基區的寄生基區電阻，提高溝槽柵的抗閂鎖能力。

然而，由于IGBT的溝道面積取決于N++區與柵氧化層(即，溝槽側壁)的接觸面積，長方形N++區與長方形P++區交替的發射極結構會犧牲有效的溝道密度，從而增大IGBT的導通壓降。

因此，亟需一種新型的溝槽柵IGBT的發射極結構。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出一種新型的溝槽柵IGBT的發射極結構，其在提高IGBT的溝道密度的同時，降低IGBT的基區寄生電阻，提高其抗閂鎖能力，獲得了更好的導通壓降與抗閂鎖能力之間的折中關系。

根據本發明的一個方面，提供了一種溝槽柵IGBT，包括平行的兩個溝槽以及位于所述兩個溝槽之間的P基區和發射極，其中，所述發射極位于所述P基區上方，所述發射極包括多個N++區與兩兩相接的多個P++區，

其中，從所述溝槽柵IGBT的頂面看，每個所述P++區的形狀均為以下任一種：

圓形，其內接于所述兩個溝槽的側壁；

橢圓形，其內接于所述兩個溝槽的側壁；以及

N邊形，N為大于或等于2的偶數，其中，所述N邊形有且只有兩個頂點分別位于所述兩個溝槽的側壁上，且所述N邊形關于所述兩個溝槽中間的與所述溝槽平行的直線對稱，

并且，所述N++區為所述兩個溝槽的側壁之間的除了所述P++區之外的區域。

優選地，每個所述P++區均為橢圓形，該橢圓形的長軸與所述兩個溝槽平行。

優選地，每個所述P++區均為橢圓形，該橢圓形的短軸與所述兩個溝槽平行。

優選地，每個所述P++區均為菱形，每個所述N++區均為三角形。

優選地，除了兩端的四個N++區外，每個所述N++區均為鈍角三角形。

優選地，除了兩端的四個N++區外，每個所述N++區均為銳角三角形。

優選地，每個所述P++區均為正方形，每個所述N++區均為直角三角形。

優選地，每個所述P++區均為六邊形。

優選地，每個所述P++區均為八邊形。

優選地，每個所述P++區均為十邊形。