[发明专利]一种功率晶体管

说明书

本发明提供了一种功率晶体管，包括源极、漏极、第一栅极、第二栅极、体二极管和体区接触二极管，体二极管与体区接触二极管串联连接，第一栅极是控制栅极并通过栅极电压来控制第一栅极所控制的第一电流沟道的开启和关断，第二栅极与源极连接并通过源极电压来控制第二栅极所控制的第二电流沟道的开启和关断。本发明的功率晶体管在关断时，能够大幅降低流经体二极管的反向电流，从而能够大幅降低体二极管内的少子载流子，使得功率晶体管实现快速的反向恢复功能。

技术领域

本发明属于半导体功率器件技术领域，特别是涉及一种具有快速反向恢复功能的功率晶体管。

背景技术

图1是现有技术的一种功率晶体管的剖面结构示意图，如图1所示，现有技术的一种功率晶体管包括n型漏区31和位于n型漏区31之上的n型漂移区30，在n型漂移区30内设有p型体区33，p型体区33和n型漂移区30之间形成功率晶体管中寄生的体二极管结构。在p型体区33内设有p型体区接触区38和n型源区34，p型体区接触区38的掺杂浓度通常大于p型体区33的掺杂浓度的最大峰值，从而p型体区接触区38和源极金属接触层47形成欧姆接触结构。栅介质层35和栅极36位于器件的电流沟道之上，电流沟道是功率晶体管结构中当施加栅极电压时在半导体表面形成的积累层及反型层，电流沟道在图1中未示出。n源区34和p型体区接触区38通过源极金属接触层47接源极电压。源极金属接触层47与其它导电层之间由层间绝缘层50隔离。

图2是图1所示的功率晶体管的等效电路示意图。如图2所示，现有技术的功率晶体管包括漏极101、源极102、栅极103、和体二极管104，其中，体二极管104是功率晶体管中的本征寄生结构。现有技术的功率晶体管的工作机理是：1)当栅源电压Vgs小于功率晶体管的阈值电压Vth(即电流沟道的开启电压)，漏源电压Vds大于0V时，功率晶体管处于关闭状态；2)当栅源电压Vgs大于功率晶体管的的阈值电压Vth，漏源电压Vds大于0V时，功率晶体管正向开启，此时电流从漏极经电流沟道流到源极。现有技术的功率晶体管在关断时，当漏源电压Vds小于0V时，体二极管处于正偏压状态，反向电流从源极经体二极管流至漏极，此时体二极管的电流存在注入少子载流子现象，而这些少子载流子在功率晶体管再一次开启时进行反向恢复，导致较大的反向恢复电流，反向恢复时间长。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种具有快速反向恢复功能的功率晶体管，以解决现有技术中的功率晶体管因少子载流子注入问题造成的反向恢复时间较长的技术问题。

本发明实施例提供了一种功率晶体管，包括：

n型漏区以及位于所述n型漏区之上的n型漂移区，所述n型漂移区内设有p型体区，所述p型体区内设有p型体区接触区、第一n型源区和第二n型源区，通常所述p型体区接触区设于所述第一n型源区和所述第二n型源区之间；

位于所述p型体区接触区之上的导电层，所述导电层与所述p型体区接触区形成体区接触二极管结构，其中所述导电层为该体区接触二极管结构的阴极，所述p型体区接触区为该体区接触二极管结构的阳极；

位于所述p型体区内且介于所述第一n型源区和所述n型漂移区之间的第一电流沟道，覆盖所述第一电流沟道的栅介质层和第一栅极，所述第一栅极通过栅极电压来控制所述第一电流沟道的开启和关断；

位于所述p型体区内且介于所述第二n型源区和所述n型漂移区之间的第二电流沟道，覆盖所述第二电流沟道的栅介质层和第二栅极，所述第二栅极、第一n型源区、第二n型源区、导电层之间电性连接并均接源极电压，所述第二栅极通过源极电压来控制所述第二电流沟道的开启和关断。

可选的，所述第一电流沟道的开启电压大于所述第二电流沟道的开启电压。