[發明專利]一種MOS控制晶閘管芯片

在審

• 申請號: 201810480977.6
• 申請日: 2018-05-18
• 公開（公告）號: CN108417571A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 楊顯精;張守明;李洪朋
• 申請（專利權）人: 北京時代華諾科技有限公司
• 主分類號: H01L27/06
• 分類號: H01L27/06;H01L27/102
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 張雪梅

一種MOS控制的晶閘管芯片，包括：單胞結構，包括多個并聯連接的第一類型單胞和多個并聯連接的第二類型單胞，第一類型單胞位于第二類型單胞外側，第一類型單胞為開通單胞，且第二類型單胞為關斷單胞；以及終端結構，位于單胞結構外圍。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域。更具體地，涉及一種MOS控制晶閘管芯片。

背景技術

近年來，由于半導體技術的進步和市場擴大等原因，電力電子技術領域有了很大的發展。目前，應用廣泛的一類電力電子器件是由控制信號控制開通和關斷，這一類包括幾種不同的器件類型，如IGBT和GTO等。但IGBT局限于中頻領域，GTO雖然在2000V以上的應用領域由于IGBT，但需要很強的保護電流和門極驅動電路、并聯連接困難和頻率有限等缺陷。因此，具有高輸入阻抗、更易于控制、阻斷電壓高等優點的MOS控制晶閘管應運而生。

但目前的MOS控制晶閘管，當多個晶閘管共同使用時，存在不能徹底快速開通和關斷的問題，晶閘管越多這樣的問題就越明顯，如果沒有全部開通，則影響器件的耐電流特性，此外，關斷時一旦由于沒有全部關斷而存在殘存的大電流，則會令器件存在損壞的風險，但是有的產品為了解決上面的問題將每個晶閘管中均配置有開通管和關斷管，這樣形成的MOS控制晶閘管芯片工藝復雜，也提高了生產成本。

因此，需要提供一種工藝簡單的、且可以提供優良的開通關斷一致性并保證快速徹底關斷的MOS控制晶閘管芯片。

發明內容

本發明的目的在于提供一種工藝簡單、具有良好的開通關斷一致性的MOS控制晶閘管芯片。

為達到上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種MOS控制的晶閘管芯片，包括：單胞結構，包括多個并聯連接的第一類型單胞和多個并聯連接的第二類型單胞，第一類型單胞位于第二類型單胞外側，第一類型單胞為開通單胞，且第二類型單胞為關斷單胞；以及終端結構，位于單胞結構外圍。

優選地，第一類型單胞為開通單胞，第二類型單胞為關斷單胞，多個開通單胞包圍多個關斷單胞。

優選地，多個開通單胞在多個關斷單胞外圍單圈設置。

優選地，多個開通單胞的數量小于關斷單胞。

優選地，第一單胞包括依次形成在第一導電類型襯底上的：第二導電類型的緩沖層；第二導電類型的外延層；形成在外延層中的第一導電類型的第一阱區；形成在第一阱區中的第二導電類型的第二阱區；形成在第一阱區和第二阱區上的柵極絕緣層，部分地暴露第二阱區；形成在柵極絕緣層上的柵極；形成在暴露的第二阱區上的第一電極；以及形成在襯底另一側上的第二電極。

優選地，第二單胞包括依次形成在第一導電類型襯底上的：第二導電類型的緩沖層；第二導電類型的外延層；形成在外延層中的第一導電類型的第一阱區；形成在第一阱區中的第二導電類型的第二阱區；形成在第二阱區中的第三阱區，在每個第二阱區中包括間隔布置的兩個第三阱區；形成在第一阱區、第二阱區和第三阱區上的柵極絕緣層，部分地暴露第二阱區和第三阱區；形成在柵極絕緣層上的柵極；形成在暴露的第二阱區和第三阱區上的第一電極；以及形成在襯底另一側上的第二電極。

優選地，第一導電類型為P型，第二導電類型為N型。

優選地，第一導電類型為N型，第二導電類型為P型。

優選地，終端結構包括多個場板和多個場限環，多個場限環間隔分布，多個場板布置在多個場限環上方并部分覆蓋多個場限環中的相應場限環。

本發明的有益效果如下：

本發明所述技術方案能夠提供一種工藝簡單、開通和關斷的一致性良好、具有雙重關斷機制的高耐壓MOS控制晶閘管芯片。

附圖說明