[發明專利]一種集成電壓采樣功能的IGBT器件

有效

• 申請號: 201810550237.5
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN108767006B
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 李澤宏;彭鑫;賈鵬飛;楊洋;張金平;高巍;任敏;張波
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L29/06;H01L23/544
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 葛啟函

1.一種集成電壓采樣功能的IGBT器件，其元胞結構包括：自下而上依次層疊的金屬集電極(7)、第一導電類型半導體集電區(6)、第二導電類型半導體緩沖層(5)和第二導電類型半導體漂移區(4)；其特征在于：所述第二導電類型半導體漂移區(4)的頂層中間區域具有第一導電類型半導體體區(8)，所述第一導電類型半導體體區(8)的兩側分別具有第一導電類型半導體基區(2)，所述第一導電類型半導體基區(2)的頂層具有并列設置且相互接觸的第二導電類型半導體發射區(1)和第一導電類型半導體接觸區(14)，所述第二導電類型半導體發射區(1)和第一導電類型半導體接觸區(14)的上表面具有金屬發射極(15)；第一導電類型半導體基區(2)、第二導電類型半導體發射區(1)和第一導電類型半導體接觸區(14)與第一導電類型半導體體區(8)之間具有柵極結構，所述柵極結構包括柵電極(13)和柵介質層(3)，柵介質層(3)沿器件垂直方向延伸進入第二導電類型半導體漂移區(4)中形成溝槽，所述柵電極(13)設置在溝槽中；所述柵介質層(3)的一側與第一導電類型半導體基區(2)、第二導電類型半導體發射區(1)和第二導電類型半導體漂移區(4)接觸，所述柵介質層(3)的另一側與第一導電類型半導體體區(8)通過第二導電類型半導體漂移區(4)相隔離；所述第一導電類型半導體體區(8)中具有第一導電類型半導體阱區(9)、第二導電類型半導體區(10)和第一導電類型半導體源極區(11)形成的JFET結構；所述第一導電類型半導體阱區(9)作為溝道區設置在第一導電類型半導體區(8)的頂層，所述第二導電類型半導體區(10)作為柵極對稱設置在所述第一導電類型半導體阱區(9)的頂層兩側，所述第一導電類型半導體源極區(11)作為源極設置在對稱的第二導電類型半導體區(10)之間；第二導電類型半導體區(10)和第一導電類型半導體源極區(11)的上表面分別與控制柵電極(17)、電壓采樣電極(16)相接觸；器件表面具有隔離介質層(12)分別將金屬發射極(15)、控制柵電極(17)、電壓采樣電極(16)電學隔離。

2.根據權利要求1所述的一種集成電壓采樣功能的IGBT器件，其特征在于：所述第一導電類型半導體體區(8)的結深大于所述柵極結構的深度。

3.根據權利要求1所述的一種集成電壓采樣功能的IGBT器件，其特征在于：所述第一導電類型半導體阱區(9)的頂層兩側的第二導電類型半導體區(10)之間的距離小于器件通態條件下JFET結構產生耗盡區的寬度。

4.根據權利要求1所述的一種集成電壓采樣功能的IGBT器件，其特征在于：器件所用半導體的材料為單晶硅、碳化硅或者氮化鎵。

5.根據權利要求1至4任一項所述的一種集成電壓采樣功能的IGBT器件，其特征在于：所述第一導電類型半導體為P型半導體，所述第二導電類型半導體為N型半導體。

6.根據權利要求1至4任一項所述的一種集成電壓采樣功能的IGBT器件，其特征在于：所述第一導電類型半導體為N型半導體，所述第二導電類型半導體為P型半導體。