[发明专利]一种反向阻断型FS-IGBT

摘要

本发明提供了一种反向阻断型场截止绝缘栅双极型晶体管（Reverse Blocking Field Stop Insulated Gate Bipolar Transistor，RB FS‑IGBT）器件，其漂移区顶部有载流子存储区和连接栅极的槽型栅极结构，底部有场截止区和连接集电极的槽型栅极结构。在正向阻断态下，连接栅极的槽型栅极结构屏蔽了载流子存储区的高电场，场截止区截止了漂移区底部的电场；在反向阻断态下，连接集电极的槽型栅极结构屏蔽了截止区的高电场，载流子存储区截止了漂移区顶部的电场。

主权项

1.一种反向阻断型绝缘栅双极型晶体管器件，其元胞结构包括：轻掺杂的第一导电类型的漂移区，与所述漂移区的底部平面相接触的集电结构，与所述漂移区的顶部平面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、所述基区以及所述漂移区均接触的用于控制开关的槽型栅极结构，与所述集电结构和所述漂移区均接触的用于屏蔽反向高电场的槽型栅极结构，覆盖于所述集电结构和所述用于屏蔽反向高电场的槽型栅极结构的导体形成的集电极，覆盖于所述发射区和所述基区的导体形成的发射极，覆盖于所述用于控制开关的槽型栅极结构的导体形成的栅极，其特征在于：所述漂移区与所述基区通过一个第一导电类型的载流子存储区间接接触，所述载流子存储区的掺杂浓度高于所述漂移区的掺杂浓度；所述集电结构由至少一个第二导电类型的集电区和至少一个第一导电类型的场截止区构成，所述场截止区的底部平面与所述第二导电类型的集电区直接接触，所述场截止区的顶部平面与所述漂移区的底部平面直接接触，所述集电区与所述集电极导体直接接触；所述用于屏蔽反向高电场的槽型栅极结构从所述集电区底部平面深入漂移区的底部区域，所述用于槽型栅极结构包括至少一个绝缘介质层和至少一个导体区，所述绝缘层介质与所述集电区、所述场截止区以及所述漂移区均直接接触，所述导体区与所述绝缘介质层直接接触并通过所述绝缘介质层与其它半导体区相隔离，所述导体区与所述集电极导体直接接触；所述用于控制开关的槽型栅极结构从所述发射区顶部平面深入所述漂移区顶部区域，所述槽型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，所述导体区与所述绝缘介质层直接接触并通过所述绝缘介质层与其它半导体区相隔离，所述导体区与所述栅极导体直接接触；在发射极一侧，除了含有所述用于控制开关的槽型栅极结构之外，还可以含有用于屏蔽正向高电场的槽型栅极结构；所述用于屏蔽正向高电场的槽型栅极结构从所述基区顶部平面深入所述漂移区顶部区域，所述槽型栅极结构包括至少一个绝缘介质层和至少一个导体区，所述绝缘介质层与所述基区、所述载流子存储区以及所述漂移区均直接接触，所述导体区与所述绝缘介质层直接接触并通过所述绝缘介质层与其它半导体区相隔离，所述导体区与所述发射极导体直接接触；所述基区中可以有至少一个重掺杂的区域与所述发射极导体直接接触，以便形成欧姆接触；所述槽型栅极结构中的导体区是由重掺杂的多晶半导体材料或/和其它导体材料构成。