[发明专利]利用一种表面耐压层结构的绝缘栅双极型器件

摘要

本发明的绝缘栅双极型晶体管及晶闸管的终端表面耐压区结构有一个p型半导体耐压层(168)，它位于器件元胞区(122)与n+场截止区(400)之间；在该p型半导体耐压层(168)之上有一个绝缘介质层(800)，在此绝缘介质层之上有一个二极管；该二极管由顺序相连的p+阳极区(902)、半导体区(901)和n+阴极区(903)构成。本发明利用器件元胞区的栅源电压(VGK)直接或间接地通过表面耐压区产生控制信号来控制器件的发射结电压(VAB)，达到器件关断时消除拖尾电流，起到快速关断器件的目的。

主权项

一种绝缘栅控制的双极型半导体器件,其有源区至少含有一个元胞，所述元胞是处于半导体芯片的第一主表面和第二主表面之间；每个元胞有一个第一种导电类型的半导体的第一区作为所述绝缘栅控制的双极型半导体器件的漂移区，所述漂移区至少有一部分与第一主表面直接接触；所述元胞至少还有一个第一种导电类型的半导体的第二区作为一个绝缘栅场效应晶体管的源区，它被一个第二种导电类型的半导体第一区及第一主表面所包围；所述第二种导电类型的半导体第一区作为所述绝缘栅场效应晶体管的源衬底区，它被所述源区、第一主表面及漂移区所包围；部分的源衬底区和部分的源区通过导体相联，构成所述的绝缘栅控制的双极型半导体器件的第一个电极；在部分的源区和部分的源衬底区以及部分的漂移区的第一主表面覆盖有一个第一种绝缘层，在第一种绝缘层上覆盖有导体，作为所述绝缘栅控制的双极型半导体器件的栅极；在紧贴第二主表面且在两个主表面之间至少有一个第二种导电类型的半导体的第二区；所述第二种导电类型的半导体第二区与所述的第一种导电类型的半导体的第一区在第二主表面分别有导体与其相联结，各自构成所述绝缘栅控制的双极型器件的第二个电极与第三个电极；在所述绝缘栅控制的双极型半导体器件在第一主表面与第二主表面之间且紧贴第一主表面处，有一个用平面终端技术包围所有元胞的第一种表面耐压区；第一种表面耐压区的两侧中的第一侧是在第一个电极的一侧，第一种表面耐压区的第二侧则与第一种导电类型的半导体的第一区的不耗尽的区相连接；所述绝缘栅控制的双极型半导体器件的特征在于，在所述第一种表面耐压区所在的第一主表面之外紧贴了一个第二种绝缘层，在第二种绝缘层上又覆盖了一个第二种表面耐压区；第二种表面耐压区是一个二极管，它在靠近有源区的元胞的一侧有一个第二种导电类型的半导体的第三区覆盖，其上又有导体覆盖，作为此二极管的第一个电极；第二种表面耐压区在靠近所述第一种表面耐压区的第二侧之上有一个第一种导电类型的半导体的第三区，其上有导体覆盖，作为所述二极管的第二个电极；在第二种导电类型的半导体的第三区与第一种导电类型的半导体的第三区之间是一个半导体区；所述二极管的第一个电极与所述栅极直接通过导线相联接，或通过第一个低压电路与所述栅极相联接；所述二极管的第二个电极通过第二个低压电路与所述绝缘栅控制的双极型半导体器件的第二个电极相联接。