[发明专利]一种优化体内电场的载流子增强型IGBT器件

权利要求书

1.一种优化体内电场的载流子增强型IGBT器件，其元胞结构包括从下至上依次层叠的金属集电极(7)、P+集电区(6)、N型缓冲层(5)和N-漂移区(4)和金属发射极(11)；所述N-漂移区(4)的顶层中间区域设有P+空穴存储层(8)，所述P+空穴存储层(8)的两侧分别设有P+基区(2)，所述P+基区(2)的顶层设有N+发射区(1)；所述P+基区(2)和N+发射区(1)通过金属发射极(11)与P+空穴存储层(8)相接触；所述P+基区(2)和N+发射区(1)与P+空穴存储层(8)之间设有栅极结构，所述栅极结构包括栅电极(9)和栅介质层(3)，栅介质层(3)沿器件垂直方向延伸进入N-漂移区(4)中形成沟槽，所述栅电极(9)设置在沟槽中；所述栅介质层(3)的一侧与P+基区(2)、N+发射区(1)和N-漂移区(4)接触，其特征在于：所述栅介质层(3)的另一侧与P+空穴存储层(8)通过N-漂移区(4)相隔离；所述P+空穴存储层(8)中还设有N+型JFET栅极区(14)、P+型JFET源区(13)和P-型JFET沟道区(15)形成的JFET结构；P-型JFET沟道区(15)设置在P+空穴存储层(8)顶层的中间区域，所述P+型JFET源区(13)设置在P-型JFET沟道区(15)的顶层，所述N+型JFET栅极区(14)对称设置在P+型JFET源区(13)的两侧且通过连接桥(12)与栅电极(9)相接触；所述P+型JFET源区(13)通过金属发射极(11)与P+基区(2)和N+发射区(1)相接触；所述金属发射极(11)与N-漂移区(4)和P-型JFET沟道区(15)之间以及连接桥(12)与N-漂移区(4)之间分别通过介质层(10)相隔离；所述P+空穴存储层(8)下方的N-漂移区(4)中具有若干个沿器件垂直方向分布的P型浮空埋层(16)，所述P型浮空埋层(16)位于P+空穴存储层(8)与漂移区(4)形成的耗尽区展宽范围内。

2.根据权利要求1所述的一种优化体内电场的载流子增强型IGBT器件，其特征在于：P-型JFET沟道区(15)的宽度小于器件通态条件下JFET产生耗尽区的宽度。

3.根据权利要求1所述的一种优化体内电场的载流子增强型IGBT器件，其特征在于：所述N-漂移区(4)表面电场通过介质层(10)耦合至连接桥(12)。

4.根据权利要求1所述的一种优化体内电场的载流子增强型IGBT器件，其特征在于：所述P+空穴存储层(8)的结深大于所述栅极结构的深度。

5.根据权利要求1所述的一种优化体内电场的载流子增强型IGBT器件，其特征在于：器件所用半导体的材料为单晶硅、碳化硅或者氮化镓。