[发明专利]一种含有浮空区包围背面槽栅的逆导型IGBT

权利要求书

1.一种逆导型绝缘栅双极型晶体管器件，其元胞结构包括：轻掺杂的第一导电类型的漂移区，与所述漂移区的底部平面相接触的集电结构，与所述漂移区的顶部平面相接触的第二导电类型的基区，与所述基区至少有部分接触的重掺杂的第一导电类型的发射区，与所述发射区、所述基区以及所述漂移区均接触的用于控制开关的槽型栅极结构，覆盖于所述集电结构的导体形成的集电极，覆盖于所述发射区和所述基区的导体形成的发射极，覆盖于所述用于控制开关的槽型栅极结构的导体形成的栅极，其特征在于：

所述集电结构由至少一个第二导电类型的集电区，至少一个第一导电类型的集电区以及至少一个第一导电类型的缓冲区构成；所述缓冲区的底部平面与所述第二导电类型的集电区以及所述第一导电类型的集电区均直接接触，所述缓冲区的顶部平面与所述漂移区的底部平面直接接触；

所述第二导电类型的集电区通过至少一个第一种背面槽型栅极结构与所述第一导电类型的集电区相互隔离；所述第一种背面槽型栅极结构与第二导电类型的浮空区直接接触；所述第一种背面槽型栅极结构不与所述漂移区直接接触而是通过所述第二导电类型的浮空区与所述漂移区间接接触；所述第一种背面槽型栅极结构包括至少一个第一绝缘介质层和至少一个第一导体区，所述第一绝缘介质层与所述第二导电类型的集电区、所述第一导电类型的集电区、所述缓冲区以及所述第二导电类型的浮空区直接接触，所述第一导体区与所述第一绝缘介质层直接接触并通过所述第一绝缘介质层与所述第二导电类型的集电区、所述第一导电类型的集电区、所述缓冲区以及所述第二导电类型的浮空区相隔离，所述第一导体区是由重掺杂的多晶半导体材料或金属构成；所述第二导电类型的集电区、所述第一导电类型的集电区以及所述第一导体区与所述集电极直接接触；

所述元胞结构中包含第二种背面槽型栅极结构或不包含第二种背面槽型栅极结构；所述第二种背面槽型栅极结构与第二导电类型的浮空区直接接触；所述第二种背面槽型栅极结构不与所述漂移区直接接触而是通过所述第二导电类型的浮空区与所述漂移区间接接触；所述第二种背面槽型栅极结构包括至少一个第二绝缘介质层和至少一个第二导体区，所述第二绝缘介质层与所述第一导电类型的集电区、所述缓冲区以及所述第二导电类型的浮空区均直接接触而不与所述第二导电类型的集电区直接接触，所述第二导体区与所述第二绝缘介质层直接接触并通过所述第二绝缘介质层与所述第一导电类型的集电区、所述缓冲区以及所述第二导电类型的浮空区相隔离，所述第二导体区是由重掺杂的多晶半导体材料或金属构成，所述第二导体区与所述集电极直接接触；

所述元胞结构中包含第三种背面槽型栅极结构或不包含第三种背面槽型栅极结构；所述第三种背面槽型栅极结构与第二导电类型的浮空区直接接触；所述第三种背面槽型栅极结构不与所述漂移区直接接触而是通过所述第二导电类型的浮空区与所述漂移区间接接触；所述第三种背面槽型栅极结构包括至少一个第三绝缘介质层和至少一个第三导体区，所述第三绝缘介质层与所述第二导电类型的集电区、所述缓冲区以及所述第二导电类型的浮空区均直接接触而不与所述第一导电类型的集电区直接接触，所述第三导体区与所述第三绝缘介质层直接接触，并通过所述第三绝缘介质层与所述第二导电类型的集电区、所述缓冲区以及所述第二导电类型的浮空区相隔离，所述第三导体区是由重掺杂的多晶半导体材料或金属构成，所述第三导体区与所述集电极直接接触；

所述用于控制开关的槽型栅极结构包括至少一个第四绝缘介质层和至少一个第四导体区，所述第四绝缘介质层与所述发射区、所述基区以及所述漂移区均直接接触，所述第四导体区与所述第四绝缘介质层直接接触并通过所述第四绝缘介质层与所述发射区、所述基区以及所述漂移区相隔离，所述第四导体区是由重掺杂的多晶半导体材料或金属构成，所述第四导体区与所述栅极直接接触；

所述基区中有至少一个重掺杂的区域与所述发射极直接接触，以便形成欧姆接触。

2.如权利要求1所述的一种逆导型绝缘栅双极型晶体管器件，其特征在于：

所述漂移区不是与所述基区直接接触而是通过一个第一导电类型的载流子存储层与所述基区间接接触；所述载流子存储层的掺杂浓度高于所述漂移区的掺杂浓度；所述第四绝缘介质层与所述载流子存储层直接接触。