[實用新型]一種MOS控制晶閘管芯片

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820744595.5
• 申請日: 2018-05-18
• 公開（公告）號: CN208352295U
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊顯精;張守明;李洪朋
• 申請（專利權(quán)）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控制晶閘管芯片，包括形成在芯片一側(cè)的第一電極，形成在芯片另一側(cè)包括第二電極和控制電極的第二電極層，形成在第一電極和第二電極之間的單胞結(jié)構(gòu)，該單胞結(jié)構(gòu)包括多個并聯(lián)連接的第一類型單胞和多個并聯(lián)連接的第二類型單胞，第一類型單胞為開通單胞，且第二類型單胞為關(guān)斷單胞；以及終端結(jié)構(gòu)，位于單胞結(jié)構(gòu)外圍。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域。更具體地，涉及一種MOS控制晶閘管芯片。

背景技術(shù)

近年來，由于半導(dǎo)體技術(shù)的進步和市場擴大等原因，電力電子技術(shù)領(lǐng)域有了很大的發(fā)展。目前，應(yīng)用廣泛的一類電力電子器件是由控制信號控制開通和關(guān)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(lǐng)域，GTO雖然在2000V以上的應(yīng)用領(lǐng)域由于IGBT，但需要很強的保護電流和門極驅(qū)動電路、并聯(lián)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(yōu)點的MOS控制晶閘管應(yīng)運而生。

但目前的MOS控制晶閘管，當(dāng)多個晶閘管共同使用時，存在不能徹底快速開通和關(guān)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(guān)斷時一旦由于沒有全部關(guān)斷而存在殘存的大電流，則會令器件存在損壞的風(fēng)險，但是有的產(chǎn)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(guān)斷管，這樣形成的MOS控制晶閘管芯片工藝復(fù)雜，也提高了生產(chǎn)成本。

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

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種工藝簡單、具有良好的開通關(guān)斷一致性的MOS控制晶閘管芯片。

為達到上述目的，本實用新型采用下述技術(shù)方案：

一種MOS控制的晶閘管芯片，其特征在于，包括形成在芯片一側(cè)的第一電極，形成在芯片另一側(cè)包括第二電極和控制電極的第二電極層，形成在第一電極和第二電極之間的單胞結(jié)構(gòu)，該單胞結(jié)構(gòu)包括多個并聯(lián)連接的第一類型單胞和多個并聯(lián)連接的第二類型單胞，第一類型單胞為開通單胞，且第二類型單胞為關(guān)斷單胞；以及終端結(jié)構(gòu)，位于單胞結(jié)構(gòu)外圍。

優(yōu)選地，多個開通單胞包圍多個關(guān)斷單胞。

優(yōu)選地，多個開通單胞在多個關(guān)斷單胞外圍單圈設(shè)置。

優(yōu)選地，多個開通單胞的數(shù)量小于多個關(guān)斷單胞的數(shù)量。

優(yōu)選地，第一單胞包括依次形成在第一導(dǎo)電類型襯底上的：第二導(dǎo)電類型的緩沖；第二導(dǎo)電類型的外延層；形成在外延層中的第一導(dǎo)電類型的第一阱區(qū)；形成在第一阱區(qū)中的第二導(dǎo)電類型的第二阱區(qū)；形成在第一阱區(qū)和第二阱區(qū)上的控制極絕緣層，部分地暴露第二阱區(qū)；形成在控制極絕緣層上的控制極；形成在暴露的第二阱區(qū)上的第一電極；以及形成在襯底另一側(cè)上的第二電極。

優(yōu)選地，第二單胞包括依次形成在第一導(dǎo)電類型襯底上的：第二導(dǎo)電類型的緩沖層；第二導(dǎo)電類型的外延層；形成在外延層中的第一導(dǎo)電類型的第一阱區(qū)；形成在第一阱區(qū)中的第二導(dǎo)電類型的第二阱區(qū)；形成在第二阱區(qū)中的第三阱區(qū)，在每個第二阱區(qū)中包括間隔布置的兩個第三阱區(qū)；形成在第一阱區(qū)、第二阱區(qū)和第三阱區(qū)上的控制極絕緣層，部分地暴露第二阱區(qū)和第三阱區(qū)；形成在控制極絕緣層上的控制極；形成在暴露的第二阱區(qū)和第三阱區(qū)上的第一電極；以及

形成在襯底另一側(cè)上的第二電極。

優(yōu)選地，第一導(dǎo)電類型為P型，第二導(dǎo)電類型為N型。

優(yōu)選地，第一導(dǎo)電類型為N型，第二導(dǎo)電類型為P型。

優(yōu)選地，終端結(jié)構(gòu)包括多個場板和多個場限環(huán)，多個場限環(huán)間隔分布，多個場板布置在多個場限環(huán)上方并部分覆蓋多個場限環(huán)中的相應(yīng)場限環(huán)。

本實用新型的有益效果如下：