[发明专利]一种具有内置JFET结构的IGBT器件

摘要

一种具有内置JFET结构的IGBT器件，属于功率半导体器件技术领域。本发明提供的IGBT器件结构通过在传统槽栅型IGBT的体区引入JEFT区，JFET区等效为可变电阻，在器件正向导通时存储空穴，正向阻断时为空穴提供快速泄放回路，从而降低了器件的饱和导通压降和关断损耗，避免了器件关断后发生的短路失效现象，提高了器件的关断能力；并且，连接栅极结构与JFET区的连接桥在器件正向阻断时能够起到场板的作用，从而有效降低连接桥下方区域表面电场峰值，提高器件的耐压和工作可靠性；本发明提出内置有JFET结构的IGBT器件与现有高压IGBT器件制作工艺兼容，有利于实现产业化。

主权项

1.一种具有内置JFET结构的IGBT器件，其元胞结构包括从下至上依次层叠设置的金属集电极(7)、第一导电类型半导体集电区(6)、第二导电类型半导体缓冲层(5)、第二导电类型半导体漂移区(4)和金属发射极(11)；所述第二导电类型半导体漂移区(4)的顶层具有第一导电类型半导体体区(8)、第一导电类型半导体基区(2)、第二导电类型半导体发射区(1)和栅极结构；所述第一导电类型半导体体区(8)位于第二导电类型半导体漂移区(4)顶层的中间区域；所述第一导电类型半导体基区(2)分别位于第二导电类型半导体漂移区(4)顶层两侧的区域，所述第一导电类型半导体基区(2)的顶层具有第二导电类型半导体发射区(1)；所述栅极结构位于第二导电类型半导体发射区(1)和第一导电类型半导体基区(2)与第一导电类型半导体体区(8)之间；所述栅极结构包括栅电极(9)和栅介质层(3)，所述栅介质层(3)沿器件垂直方向延伸进入第二导电类型半导体漂移区(4)中形成沟槽，所述栅电极(9)设于沟槽中；所述栅极结构的一侧通过栅介质层(3)与第一导电类型半导体基区(2)、第二导电类型半导体发射区(1)和第二导电类型半导体漂移区(4)相接触，所述栅极结构的另一侧通过栅介质层(3)与第二导电类型半导体漂移区(4)接触且与第一导电类型半导体体区(8)相隔离；所述第一导电类型半导体体区(8)的部分上表面、第一导电类型半导体基区(2)的上表面以及第二导电类型半导体发射区(1)的上表面均具有金属发射极(11)；其特征在于：第一导电类型半导体体区(8)顶层中具有第二导电类型半导体区(12)和第一导电类型半导体区(13)形成的JFET结构；所述第一导电类型半导体区(13)作为JFET结构的源极区，设置在第一导电类型半导体体区(8)顶层的中间区域，所述第二导电类型半导体区(12)作为JFET结构的栅极区，对称设置在所述第一导电类型半导体区(13)的两侧；所述第一导电类型半导体区(13)通过金属发射极(11)分别与第二导电类型半导体发射区(1)和第一导电类型半导体基区(2)短接；所述第二导电类型半导体区(12)通过连接桥(14)与栅电极(9)相连；所述连接桥(14)与第一导电类型半导体体区(8)、第二导电类型半导体漂移区(4)及金属发射极(11)之间通过介质层(10)相隔离。