[发明专利]IGBT元胞结构和功率器件及制备和控制方法及车辆

权利要求书

1.一种IGBT元胞结构，其特征在于，包括：

漂移区；

所述漂移区的正面形成有阱区、第一源区、第一栅极结构和发射电极，其中，所述阱区和所述第一源区与所述发射电极接触，所述第一栅极结构与所述阱区、所述第一源区和所述发射电极绝缘；

所述漂移区的背面形成有电场截止层、集电区层和集电极，所述集电区层位于所述电场截止层和所述集电极之间；

其中，在所述集电区层远离所述电场截止层的一面形成有第二栅极结构和第二源区，所述第二栅极结构与所述集电极绝缘，所述第二源区与所述集电极接触。

2.根据权利要求1所述的IGBT元胞结构，其特征在于，所述第二栅极结构包括：

第二栅槽，所述第二栅槽从所述集电区层远离所述电场截止层的表面向内部延伸并贯穿所述集电区层延伸至所述电场截止层中；

第二栅极，所述第二栅极填设在所述第二栅槽内；

在所述第二栅极与所述第二栅槽内表面之间设置有第二栅氧层。

3.根据权利要求2所述的IGBT元胞结构，其特征在于，所述第一栅槽的深度H的取值范围为3um≤H≤5.5um。

4.根据权利要求2所述的IGBT元胞结构，其特征在于，

所述第二栅槽的顶部设置有第二介质层，所述第二介质层的两端与所述集电极连接，以使所述第二栅极与所述集电极绝缘；

所述第二源区位于所述集电区层并设置在所述第二栅槽的至少一侧，所述第二源区远离所述第二栅槽的一端与所述集电极接触，所述第二源区还与所述第二介质层接触。

5.根据权利要求1所述的IGBT元胞结构，其特征在于，

所述第二栅极结构包括第二栅极和第二栅氧层，所述第二栅极位于所述集电区层远离所述电场截止层的表面上，所述第二栅氧层设置在所述第二栅极与所述集电区层之间，所述第二栅极与所述集电极之间设置有第二介质层；

所述第二源区位于所述集电区层远离所述电场截止层的表面内，所述第二源区的远离所述第二栅极的一端与所述集电极接触，所述第二源区的靠近所述第二栅极的一端与所述第二栅氧层接触。

6.根据权利要求1-5任一项所述的IGBT元胞结构，其特征在于，所述第一栅极结构包括：

第一栅极和第一栅氧层，所述第一栅极与所述第一栅氧层的上表面接触，所述第一栅氧层的下表面与所述第一源区、所述阱区和所述漂移区接触。

7.根据权利要求6所述的IGBT元胞结构，其特征在于，

所述第一栅极与所述发射电极之间设置有第一介质层；

所述阱区分布在所述漂移区正面表面内的两端，所述阱区的靠近所述漂移区中央的部分与所述第一栅氧层的下表面接触，所述阱区的远离所述漂移区中央的部分与所述发射电极接触，所述漂移区中央与所述第一栅氧层的下表面接触；

所述第一源区设置在所述阱区中且靠近所述第一栅极，所述第一源区的一端与所述发射电极接触，所述第一源区的另一端与所述第一栅氧层的下表面接触，所述第一源区的中央部分与所述第一介质层接触。

8.根据权利要求1-5任一项所述的IGBT元胞结构，其特征在于，

所述阱区设置在所述漂移区的正面表面内；

所述第一栅极结构包括：

第一栅槽，所述第一栅槽设置在所述阱区并贯穿所述阱区，所述第一栅槽的底部延伸至所述漂移区；

第一栅极，所述第一栅极设置在所述第一栅槽内；

在所述第一栅极与所述第一栅槽内表面之间设置有第一栅氧层。

9.根据权利要求8所述的IGBT元胞结构，其特征在于，

所述第一栅极与所述发射电极之间设置有第一介质层；

所述第一源区设置在所述第一栅槽的至少一侧，所述第一源区的远离所述第一栅槽的一端与所述发射电极接触，所述第一源区还与所述第一介质层接触。