[发明专利]一种双重载流子存储增强的IGBT

摘要

本发明提供了一种绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT）器件，其基区与漂移区之间有一个载流子存储区，发射区采用了具有比其它半导体区更高禁带宽度的半导体材料，基区与发射区形成正向导通电压较高的异质PN结，基区与发射极之间通过一个二极管或两个同向串联的二极管或两个以上同向串联的二极管相连，基区与发射极之间的二极管通路的正向导通电压小于基区与发射区形成的异质PN结的正向导通电压。在正向导通时，载流子存储区可使漂移区的少数载流子在靠近基区附近的存储效果得到增强，而基区与发射极之间的二极管使少数载流子存储效果进一步增强。与传统IGBT器件相比，本发明的IGBT器件可获得更低的导通压降。

主权项

1.一种绝缘栅双极型晶体管器件，其元胞结构包括：第二导电类型的集电区，在所述集电区之上并与所述集电区相接触的轻掺杂的第一导电类型的漂移区，在所述漂移区之上并与所述漂移区相接触的第一导电类型的载流子存储区，在所述载流子存储区之上并与所述载流子存储区相接触的第二导电类型的基区，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、所述载流子存储区以及所述漂移区均接触的栅极结构，覆盖于所述集电区的导体形成的集电极，覆盖于与所述发射区的导体形成的发射极，覆盖于所述栅极结构的导体形成的栅极，其特征在于：所述漂移区与所述集电区是直接接触或是通过一个第一导电类型的缓冲区间接接触；所述发射区与所述基区是直接接触或是通过一个第一导电类型的连接区间接接触；所述栅极结构包括至少一个绝缘介质层和至少一个导体区，所述绝缘介质层的一面与所述发射区、所述基区、所述载流子存储区以及所述漂移区均直接接触；所述绝缘介质层的另一面与所述导体区的一面直接接触，所述导体区的另一面与所述栅极导体直接接触；所述绝缘介质层是由绝缘介质材料构成；所述导体区是由重掺杂的多晶半导体材料或/和金属材料构成；所述漂移区、所述集电区、所述基区、所述载流子存储区、所述缓冲区以及所述连接区是由第一种半导体材料构成；所述发射区是由第二种半导体材料构成；所述第二种半导体材料的禁带宽度高于所述第一种半导体材料的禁带宽度；所述基区与所述发射极之间通过一个二极管或两个同向串联的二极管或两个以上同向串联的二极管相连；所述基区与发射极之间的二极管的正向导通电流方向和所述基区与所述发射区构成的异质结的正向导通电流方向相同；所述基区与所述发射区构成的异质结的正向导通电压大于所述基区与发射极之间的二极管通路的正向导通电压；所述第一导电类型为N型时，所述的第二导电类型为P型，所述基区与发射极之间的二极管的正向导通电流方向和所述基区与所述发射区构成的异质结的正向电流导通方向都是从所述基区流向所述发射极；所述第一导电类型为P型时，所述的第二导电类型为N型，所述基区与发射极之间的二极管的正向导通电流方向和所述基区与所述发射区构成的异质结的正向导通电流方向都是从所述发射极流向所述基区。