[发明专利]具有隔离阴极结构的集成门极换流晶闸管及其制造方法在审
申请号: | 201811615517.6 | 申请日: | 2018-12-27 |
公开(公告)号: | CN109686786A | 公开(公告)日: | 2019-04-26 |
发明(设计)人: | 曾嵘;刘佳鹏;周文鹏;赵彪;余占清;陈政宇 | 申请(专利权)人: | 清华大学 |
主分类号: | H01L29/08 | 分类号: | H01L29/08;H01L29/74;H01L21/332 |
代理公司: | 北京知联天下知识产权代理事务所(普通合伙) 11594 | 代理人: | 张陆军;张迎新 |
地址: | 100084*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 集成门极换流晶闸管 发射极 基区 安全工作区域 阴极结构 梳条 门极驱动电路 阴极 区域隔离 芯片层面 阴极区域 阳极 缓冲层 配套的 门极 封装 制备 隔离 汇聚 拓展 制造 | ||
1.一种集成门极换流晶闸管,所述集成门极换流晶闸管依次包括p基区、n基区、n+缓冲层、p+发射极,还包括设于p+发射极的阳极、设于p基区上的门极、设于p基区上的n+发射极梳条和设于n+发射极梳条上的阴极,其特征在于,该集成门极换流晶闸管p基区由在其水平方向上分隔为两个或两个以上的p基区子区域组成,各p基区子区域均具有独立的阴极和门极,各区域间门极与阴极相互隔离。
2.根据权利要求1所述的集成门极换流晶闸管,其特征在于,所述相邻的p基区子区域之间在其垂直截面方向上不完全分隔或完全分隔。
3.根据权利要求1或2所述的集成门极换流晶闸管,其特征在于,所述p基区在其水平方向上分隔,通过在p基区平面上挖槽实现。
4.根据权利要求1或2所述的集成门极换流晶闸管,其特征在于,所述p基区在其水平方向上分隔,通过在p基区的掩蔽扩散方式制备而实现。
5.根据权利要求1或2所述的集成门极换流晶闸管,其特征在于,通过调整封装结构增加所述各p基区子区域中阴极串联电感,且该电感不在对应门阴极换流回路中,各p基区子区域阴极在通过该换流电感后汇聚。
6.根据权利要求1或2所述的集成门极换流晶闸管,其特征在于,加装至少一个外部电感,以增加所述各p基区子区域中阴极串联电感,且该电感不在对应门阴极换流回路中,各p基区子区域阴极在通过该换流电感后汇聚。
7.根据权利要求1或2所述的集成门极换流晶闸管,其特征在于,配置门极驱动模块,使针对于不同阴极驱动的电路参数或关断时序有所差别。
8.根据权利要求1或2所述的集成门极换流晶闸管,其特征在于,所述各p基区子区域的芯片结构为中心对称结构,或p基区子区域的芯片结构与封装结构均为中心对称结构。
9.一种集成门极换流晶闸管的制造方法,其特征在于:
提供n基区衬底;
在所述n基区双面进行杂质扩散,形成p基区和n+缓冲层;
在p基区表面挖至少一个沟槽,将p基区在其水平方向上分隔为两个或两个以上p基区子区域;
在各p基区子区域表面形成n+发射极梳条;
在n+缓冲层表面形成p+发射极;
在各p基区子区域的n+发射极梳条上形成阴极,同时,在各p基区子区域的n+发射极梳条两侧的p基区表面形成与阴极相分隔的门极;
在p+发射极表面形成阳极。
10.一种集成门极换流晶闸管的制造方法,其特征在于:
提供n基区衬底;
利用掩蔽扩散方法在n基区的一面形成两个或两个以上p基区子区域;
在所述n基区另一面进行杂质扩散,形成n+缓冲层;
在各p基区子区域表面形成n+发射极梳条;
在n+缓冲层表面形成p+发射极;
在各p基区子区域的n+发射极梳条上形成阴极,同时,在各p基区子区域的n+发射极梳条两侧的p基区表面形成与阴极相分隔的门极;
在p+发射极表面形成阳极。
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