[实用新型]非对称沟槽IGBT结构

说明书

本实用新型提供了一种非对称沟槽IGBT结构，包括半导体衬底和元胞结构，元胞结构包括：漂移区，漂移区位于半导体衬底一侧；第一沟槽栅单元，第一沟槽栅单元位于漂移区一侧，第一沟槽栅单元的沟槽内设有第一栅极，第一栅极和第一沟槽栅单元的沟槽内壁之间设有厚度不均匀的第一栅极氧化层；第二沟槽栅单元，第二沟槽栅单元位于漂移区一侧，第二沟槽栅单元的沟槽内设有第二栅极，第二栅极和第二沟槽栅单元的沟槽内部之间设有厚度不均匀的第二栅极氧化层；此外，还包括第一阱区、第二阱区和第三阱区，以及第一源区和第二源区。本实用新型能够有效的降低结电容尤其是弥勒电容，并且能够调节弥勒电容降低幅度，从而能够避免开关过程的过冲和震荡，提高应用范围。

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，具体涉及一种非对称沟槽IGBT结构。

背景技术

当前，随着IGBT结构设计和工艺技术的升级，IGBT主流产品已经从平面栅极升级成沟槽栅极，沟槽栅IGBT结构相比平面栅IGBT结构电流密度大幅度提升，但是，沟槽栅IGBT结构会导致结电容大幅度上升，尤其是带有注入增强型结构的沟槽IGBT，其结电容上升更是明显，导致其不能广泛应用于高频硬开关。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的目的在于提出一种非对称沟槽IGBT结构，能够有效的降低结电容尤其是弥勒电容，并且能够调节弥勒电容降低幅度，从而能够避免其开关过程的过冲和震荡，提高其应用范围。

为达到上述目的，本实用新型实施例提出了一种非对称沟槽IGBT结构，包括半导体衬底和元胞结构，所述元胞结构包括：漂移区，所述漂移区位于所述半导体衬底一侧；第一沟槽栅单元，所述第一沟槽栅单元位于所述漂移区一侧，所述第一沟槽栅单元的沟槽内设有第一栅极，所述第一栅极和所述第一沟槽栅单元的沟槽内壁之间设有厚度不均匀的第一栅极氧化层；第二沟槽栅单元，所述第二沟槽栅单元位于所述漂移区一侧，所述第二沟槽栅单元的沟槽内设有第二栅极，所述第二栅极和所述第二沟槽栅单元的沟槽内部之间设有厚度不均匀的第二栅极氧化层；其中，所述第一沟槽栅单元和所述第二沟槽栅单元相邻侧之间设有第一阱区，所述第一沟槽栅单元远离所述第二沟槽栅单元侧设有第二阱区和第一源区，所述第二沟槽栅单元远离所述第一沟槽栅单元侧设有第三阱区和第二源区。

根据本实用新型实施例提出的非对称沟槽IGBT结构，通过设置半导体衬底和元胞结构，其中，元胞结构中设有漂移区、第一沟槽栅单元和第二沟槽栅单元，其中，漂移区位于半导体衬底一侧，第一沟槽栅单元位于漂移区一侧，第一沟槽栅单元的沟槽内设有第一栅极，第一栅极和第一沟槽栅单元的沟槽内壁之间设有厚度不均匀的第一栅极氧化层，第二沟槽栅单元位于漂移区一侧，第二沟槽栅单元的沟槽内设有第二栅极，第二栅极和第二沟槽栅单元的沟槽内部之间设有厚度不均匀的第二栅极氧化层，此外，第一沟槽栅单元和第二沟槽栅单元相邻侧之间设有第一阱区，第一沟槽栅单元远离第二沟槽栅单元侧设有第二阱区和第一源区，第二沟槽栅单元远离第一沟槽栅单元侧设有第三阱区和第二源区，由此，能够有效的降低结电容尤其是弥勒电容，并且能够调节弥勒电容降低幅度，从而能够避免其开关过程的过冲和震荡，提高其应用范围。

另外，根据本实用新型上述实施例提出的非对称沟槽IGBT结构还可以具有如下附加的技术特征：

根据本实用新型的一个实施例，所述元胞结构为非对称结构。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一阱区、所述第一沟槽栅单元和所述第二沟槽栅单元临近所述漂移区的侧边位于同一直线上。

根据本实用新型的一个实施例，所述第二阱区和所述第一源区，以及第三阱区和所述第二源区均连接发射极金属。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一栅极和所述第二栅极均连接栅极金属。

进一步地，所述的非对称沟槽IGBT结构还包括缓冲区，所述缓冲区位于所述半导体衬底和所述漂移区之间。

附图说明