[发明专利]一种具有高抗闩锁能力的IEGT器件

说明书

本发明公开了一种具有高抗闩锁能力的IEGT器件，在N‑型漂移层的上方间隔设置P型基区和栅极，栅极之间设置所述浮动P区，P沟道MOSFET管设置在浮动P区，除设置有P沟道MOSFET管的P型基区以外的其它P型基区表面一侧设有P+型基区、另一侧设有N+型发射区，N+型发射区上方设有与n+型发射区连接的发射极；N‑型漂移层的下方设置N型缓冲区，N型缓冲区的下方设置所述P‑型集电极区，P‑型集电极区的下方连接集电极。本发明通过在浮动P区增加P沟道MOSFET作为空穴分流器，旁路空穴电流以降低高空穴密度，提高抗闩锁能力。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，具体涉及一种具有高抗闩锁能力的IEGT器件。

背景技术

如今，在许多应用中都使用了采用IGBT和IEGT的功率逆变器系统。特别在由电池供电的电动汽车背景下，IEGT器件的改善和功率损耗的减少变得越来越重要。功率转换器应用中最严重的问题是在同时施加高电流，高电压和高温的情况下的灾难性故障。一般而言，在IGBT和IEGT应用中，内置晶闸管的闩锁现象会导致灾难性故障，而该故障是IGBT和IEGT应用中最严重的问题。

IEGT器件闩锁现象的原因是：IEGT器件内存在寄生的晶闸管，即NPNP结构。在器件正常工作的过程中，不希望开通所述寄生的晶闸管。若所述寄生晶闸管处于开通状态，那么IEGT器件的栅极将失去对电流的控制。然而，在IEGT工作过程中，如果流过发射极下方的空穴电流太大，那么发射极和基区的PN结就会正偏，即发射极开始向基区注入电子，基区开始向源极注入空穴，此时寄生的晶闸管导通，即IGBT器件处于闩锁状态。

图1显示了常规IEGT的横截面图，图2显示了导通期间IEGT中的电流流动，很明显横向孔流来自相邻的浮动p区。高空穴电流流过n+发射极区域下方的p-和p+区域，n+发射极区域下方的p-区域的电阻产生电压降，使n+和p-区域之间的结正向偏置。当正向偏压足以促进电子从n+发射区的注入时，寄生晶闸管被触发，导致发生闩锁故障。

因此如何提高IEGT器件的抗闩锁能力是急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种具有高抗闩锁能力的IEGT器件，在浮动P区增加P沟道MOSFET作为空穴分流器，旁路空穴电流以降低高空穴密度，提高抗闩锁能力。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种具有高抗闩锁能力的IEGT器件，包括：发射极、N+型发射区、栅极、浮动P区、P型基区、P+型基区、P沟道MOSFET 管、N-型漂移层、N型缓冲区、P-型集电极区、以及集电极；

所述N-型漂移层的上方间隔设置所述P型基区和栅极，所述栅极之间设置所述浮动P区，所述P沟道MOSFET管设置在所述浮动P区，除设置有所述P沟道MOSFET管的所述P型基区以外的其它P型基区表面一侧设有所述P+型基区、另一侧设有所述N+型发射区，所述N+型发射区上方设有与所述N+型发射区连接的所述发射极；

所述N-型漂移层的下方设置所述N型缓冲区，所述N型缓冲区的下方设置所述P-型集电极区，所述P-型集电极区的下方连接所述集电极。

可选的，所述P沟道MOSFET管在IEGT器件的导通周期被关断，在IEGT器件的关断期间打开。

可选的，所述N+型发射区为垂直设置。

可选的，所述垂直的N+型发射区域使用CVD PSG的横向扩散技术形成。

可选的，在所述P+型基区和N+型发射区的下方布置反向P+型基区。

可选的，所述反向P+型基区使用高压离子注入。