[发明专利]具有改进的发射极结构的沟槽栅IGBT

说明书

本发明涉及具有改进的发射极结构的沟槽栅IGBT。沟槽栅IGBT包括平行的两个沟槽以及位于所述两个沟槽之间的P基区和发射极，其中，所述发射极位于所述P基区上方，所述发射极包括多个N++区与两两相接的多个P++区，其中，从所述沟槽栅IGBT的顶面看，每个所述P++区的形状均为以下任一种：圆形，其内接于所述两个沟槽的侧壁；椭圆形，其内接于所述两个沟槽的侧壁；以及N边形，N为大于或等于2的偶数，其中，所述N边形有且只有两个顶点分别位于所述两个沟槽的侧壁上，且所述N边形关于所述两个沟槽中间的与所述沟槽平行的直线对称，并且，所述N++区为所述两个沟槽的侧壁之间的除了所述P++区之外的区域。

技术领域

本发明涉及半导体器件领域，尤其涉及一种具有改进的发射极结构的沟槽栅IGBT。

背景技术

绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，简称IGBT)在工业中的应用越来越广泛，其中一种常见的IGBT为沟槽栅IGBT。沟槽栅IGBT为了减小沟槽间距同时提高IGBT的抗闩锁能力，通常将其发射极的N++区与P++区设计成交替的长方形的结构，如图1所示。这样，不仅可以减小两沟槽间的间距，同时可以降低P基区的寄生基区电阻，提高沟槽栅的抗闩锁能力。

然而，由于IGBT的沟道面积取决于N++区与栅氧化层(即，沟槽侧壁)的接触面积，长方形N++区与长方形P++区交替的发射极结构会牺牲有效的沟道密度，从而增大IGBT的导通压降。

因此，亟需一种新型的沟槽栅IGBT的发射极结构。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种新型的沟槽栅IGBT的发射极结构，其在提高IGBT的沟道密度的同时，降低IGBT的基区寄生电阻，提高其抗闩锁能力，获得了更好的导通压降与抗闩锁能力之间的折中关系。

根据本发明的一个方面，提供了一种沟槽栅IGBT，包括平行的两个沟槽以及位于所述两个沟槽之间的P基区和发射极，其中，所述发射极位于所述P基区上方，所述发射极包括多个N++区与两两相接的多个P++区，

其中，从所述沟槽栅IGBT的顶面看，每个所述P++区的形状均为以下任一种：

圆形，其内接于所述两个沟槽的侧壁；

椭圆形，其内接于所述两个沟槽的侧壁；以及

N边形，N为大于或等于2的偶数，其中，所述N边形有且只有两个顶点分别位于所述两个沟槽的侧壁上，且所述N边形关于所述两个沟槽中间的与所述沟槽平行的直线对称，

并且，所述N++区为所述两个沟槽的侧壁之间的除了所述P++区之外的区域。

优选地，每个所述P++区均为椭圆形，该椭圆形的长轴与所述两个沟槽平行。

优选地，每个所述P++区均为椭圆形，该椭圆形的短轴与所述两个沟槽平行。

优选地，每个所述P++区均为菱形，每个所述N++区均为三角形。

优选地，除了两端的四个N++区外，每个所述N++区均为钝角三角形。

优选地，除了两端的四个N++区外，每个所述N++区均为锐角三角形。

优选地，每个所述P++区均为正方形，每个所述N++区均为直角三角形。

优选地，每个所述P++区均为六边形。

优选地，每个所述P++区均为八边形。

优选地，每个所述P++区均为十边形。