[发明专利]一种浮空p柱的逆导型槽栅超结IGBT

权利要求书

1.一种逆导型超结绝缘栅双极型晶体管器件，其元胞结构包括：集电结构，位于所述集电结构之上的轻掺杂的第一导电类型的辅助层，位于所述辅助层之上的超结耐压层，位于所述超结耐压层之上的第二导电类型的基区以及第二导电类型的阱区，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、所述基区以及所述超结耐压层均接触的用于控制开关的槽型栅极结构，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；所述缓冲区的下表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，所述缓冲区的上表面与所述辅助层直接接触；

所述元胞结构中包含背面槽型绝缘介质区，所述背面槽型绝缘介质区深入所述辅助层；所述背面槽型绝缘介质区的侧面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和所述缓冲区均直接接触，所述背面槽型绝缘介质区将所述第二导电类型的集电区与所述第一导电类型的集电区相互隔离；所述背面槽型绝缘介质区的侧面通过第二导电类型的浮空区与所述辅助层间接接触，所述背面槽型绝缘介质区的顶部通过第一导电类型的截止环与所述辅助层间接接触；所述第一导电类型的集电区、所述第二导电类型的集电区、所述背面槽型绝缘介质区的下表面覆盖有集电极导体，并通过导线连接至集电极；

所述超结耐压层由交替排列的第一导电类型的半导体区与第二导电类型的半导体区构成，所述超结耐压层中的第一导电类型的半导体区的侧面与所述超结耐压层中的第二导电类型的半导体区的侧面相互接触；所述超结耐压层的下表面与所述辅助层直接接触；

所述基区的下表面通过一个第一导电类型的载流子存储层与所述超结耐压层中的第一导电类型的半导体区接触；所述基区的上表面至少有部分覆盖有发射极导体，并通过导线连接至发射极；所述基区中有至少一个重掺杂区与所述发射极导体直接接触，以便形成欧姆接触；

所述发射区的上表面覆盖有发射极导体，并通过导线连接至所述发射极；

所述阱区的下表面与所述超结耐压层中的第二导电类型的半导体区直接接触；所述阱区与所述基区通过第一种连接发射极的槽型栅极结构和/或所述用于控制开关的槽型栅极结构相互隔离；所述阱区和所述超结耐压层中的第二导电类型的半导体区均为浮空区；

所述用于控制开关的槽型栅极结构包括第一绝缘介质层和被所述第一绝缘介质层包围的第一导体区；所述第一绝缘介质层与所述发射区、所述基区、所述载流子存储层以及所述超结耐压层中的第一导电类型的半导体区均直接接触，或与所述发射区、所述基区、所述阱区、所述载流子存储层、所述超结耐压层中的第一导电类型的半导体区以及所述超结耐压层中的第二导电类型的半导体区均直接接触；所述第一导体区的上表面覆盖有栅极导体，并通过导线连接至栅极；

所述第一种连接发射极的槽型栅极结构包括第二绝缘介质层和被所述第二绝缘介质层包围的第二导体区；所述第二绝缘介质层与所述基区、所述阱区、所述载流子存储层、所述超结耐压层中的第一导电类型的半导体区以及所述超结耐压层中的第二导电类型的半导体区均直接接触；所述第二导体区上的表面覆盖有发射极导体，并通过导线连接至所述发射极；

所述用于控制开关的槽型栅极结构的底部和所述第一种连接发射极的槽型栅极结构的底部均分别被重掺杂的第二导电类型的半导体区包围；所述重掺杂的第二导电类型的半导体区与所述超结耐压层直接接触；

所述第一导体区和所述第二导体区是由重掺杂的多晶半导体材料构成；所述第一导电类型为n型时，所述第二导电类型为p型；所述第一导电类型为p型时，所述第二导电类型为n型。

2.如权利要求1所述的一种逆导型超结绝缘栅双极型晶体管器件，其特征在于：

在所述超结耐压层中的第一导电类型的半导体区和/或所述超结耐压层中的第二导电类型的半导体区上方含有第二种连接发射极的槽型栅极结构；所述第二种连接发射极的槽型栅极结构包括第三绝缘介质层和被所述第三绝缘介质层包围的第三导体区，所述第三绝缘介质层与所述基区、所述载流子存储层以及所述超结耐压层中的第一导电类型的半导体区均直接接触，或与所述阱区以及所述超结耐压层中的第二导电类型的半导体区均直接接触，所述第三导体区上表面覆盖有发射极导体，并通过导线连接至所述发射极；所述第二种连接发射极的槽型栅极结构的底部也被所述重掺杂的第二导电类型的半导体区包围。