[發明專利]IGBT復合元胞結構及其構成的可編程IGBT

有效

• 申請號: 201910034227.0
• 申請日: 2019-01-15
• 公開（公告）號: CN109817617B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 蔣章;劉須電;繆進征
• 申請（專利權）人: 上海華虹宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L27/082
• 分類號: H01L27/082
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 焦天雷

1.一種IGBT復合元胞結構，其特征在于，包括第一元胞結構（A）和第二元胞結構（B）；

所述第一元胞結構（A）包括第一金屬電極上形成有集電極（9），集電極（9）上形成有緩沖層（8），緩沖層（8）上形成有漂移區（7），漂移區（7）上形成有體區（6），第一溝槽設置在漂移區（7）和體區（6）中，第一溝槽兩側的體區（6）中形成有發射極（5），第一溝槽內壁形成有柵氧化層（2），柵氧化層（2）內形成有多晶硅（1），層間介質（3）設置在第一溝槽上的第二金屬電極中；

所述第二元胞結構（B）包括第一金屬電極上形成有集電極（9），集電極（9）上形成有緩沖層（8），緩沖層（8）上形成有漂移區（7），漂移區（7）上形成有體區（6），第二溝槽設置在漂移區（7）和體區（6）中，第二溝槽內壁形成有柵氧化層（2），柵氧化層（2）內填充多晶硅（1）作為發射極，層間介質（3）設置在第一溝槽上的第二金屬電極中；其形成四種IGBT復合元胞結構如下：

所述第一元胞結構（A）的多晶硅連接柵極驅動，所述第二元胞結構（B）浮空，構成第一種IGBT復合元胞結構；

所述第一元胞結構（A）的多晶硅連接柵極驅動，所述第二元胞結構（B）發射極接地，構成第二種IGBT復合元胞結構；

所述第一元胞結構（A）發射極接地，所述第二元胞結構（B）浮空，構成第三種IGBT復合元胞結構；

所述第一元胞結構（A）發射極接地，所述第二元胞結構（B）發射極接地，構成第四種IGBT復合元胞結構。

2.如權利要求1所述的IGBT復合元胞結構，其特征在于：所述第一元胞結構（A）的發射極（5）是N型重摻雜區。

3.如權利要求1所述的IGBT復合元胞結構，其特征在于：所述體區（6）是P型體區。

4.如權利要求1所述的IGBT復合元胞結構，其特征在于：所述漂移區（7）是N型輕摻雜區。

5.如權利要求1所述的IGBT復合元胞結構，其特征在于：所述緩沖層（8）是N型緩沖層。

6.一種具有權利要求1所述IGBT復合元胞結構的可編程IGBT，其特征在于：包括至少四個所述IGBT復合元胞結構和可編程驅動器；

所述四個IGBT復合元胞結構分別是第一~第四種IGBT復合元胞結構,通過可編程驅動器改變四種IGBT復合元胞結構的比例，能調整IGBT器件的額定電流和電容參數。

7.如權利要求6所述的可編程IGBT，其特征在于：在一級近似下，有效元胞等于1*Icell，1*Cge，1*Cgc，1*Cce；浮空元胞等于0*Icell，1*Cge，1*Cgc，1*Cce；接地元胞等于0*Icell，0*Cge，0*Cgc，n*Cce，n≥2；

其中，Icell是元胞電流，1*Icell是一倍的元胞電流，Cge是柵極發射極電容，Cgc是柵極集電極電容，Cce是集電極發射極電容。