[发明专利]一种槽栅双极型晶体管

说明书

本发明属于半导体器件技术领域，具体的说涉及一种槽栅双极型晶体管。本发明的主要方案：一是采用了元胞区与假元胞区在水平方向交替排列的结构，假元胞区与元胞区通过金属化发射极相连，假元胞区内靠近发射极一侧的半导体浮空；二是在假元胞上表面垂直延伸进器件形成与发射极短接的沟槽结构，起到均匀电场的作用。本发明具有极低的功率损耗。在器件经受短路冲击时，由于本发明器件具有更加均匀的电场分布，降低了器件的碰撞电离率，抑制了器件热失效，使得器件具有更强的抗短路能力。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，具体的说涉及一种槽栅双极型晶体管(TrenchInsulated Gate Bipolar Transisitor，简称：TIGBT)。

背景技术

高压功率半导体器件是功率电子的重要组成部分，在诸如动力系统中的电机驱动，消费电子中变频等领域具有广泛的应用。在应用中，高压功率半导体需要具有低功率损耗，高抗短路能力，低电磁干扰噪声等特性。传统绝缘栅双极型晶体管(Insulated GateBipolar Transistor，简称：IGBT)由于其在中高压电力电子领域中展现出优越的性能而得到广泛的应用。但是，IGBT作为一种双极型器件，其关键参数导通压降与关断损耗之间存在折中关系。带有浮空假元胞的IGBT改善了传统IGBT的功耗折中关系，且获得了更大的短路安全工作区。但是，带有浮空假元胞的IGBT在开启过程中电磁干扰噪声太大，影响器件的可靠性。H.Feng等人首次在15年T-ED上提出了鳍型P基区IGBT(Fin-P IGBT)，该结构通过刻蚀掉浮空P区的方式，一定程度上降低了EMI噪声。但是，Fin-P IGBT的各方面特性还存在极大的优化空间。

发明内容

本发明所要解决的，就是针对上述问题，提出一种槽栅型IGBT结构(可称为ESJ-IGBT，Emitter superjunction IGBT，发射极侧超结IGBT)，大大降低了IGBT开启过程中的电磁干扰噪声，并且进一步降低了器件的功率损耗，增大了器件的短路安全工作区。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：