[发明专利]一种逆导双极型晶体管

摘要

本发明公开了一种逆导双极型晶体管，属于半导体器件技术领域，本发明相比于传统逆导IGBT结构，在集电极侧设置了集电极侧部分超结结构和集电极短路沟槽结构，同时移除了N‑缓冲层结构。在反向导通状态下，集电极侧部分超结的横向耗尽使得P‑柱发生穿通效应，触发NPNP晶闸管开启以实现逆导。在正向导通下，集电极侧部分超结横向扩散形成电势势垒层、集电极短路沟槽结构作为介质阻挡层，二者共同作用使得电子存储在P‑集电区/N‑柱结附近，直至该PN结导通，极大抑制了snapback现象。同时，本发明有效地利用了P‑集电区的面积，获得了导通压降的降低。本发明的有益效果为，在不明显影响器件其他性能的前提下，有效地抑制了snapback现象，且获得了低功率损耗。

主权项

1.一种逆导双极型晶体管，其特征在于，包括多个元胞结构，每个元胞结构包括N‑漂移区(8)、位于N‑漂移区(8)下方的集电极侧部分超结结构、位于集电极侧部分超结结构下方的集电极结构以及位于N‑漂移区(8)上方的栅极结构和发射极结构；所述的集电极侧部分超结结构由水平方向交替排列的N‑柱(6)和P‑柱(7)构成；所述的集电极结构包括P‑集电区(2)、N+短路区(3)、金属化集电极(1)和集电极短路沟槽结构；所述的P‑集电区(2)、N+短路区(3)和集电极短路沟槽结构并列与金属化集电极(1)的上表面；所述的集电极短路沟槽结构包括沟槽氧化层(4)和多晶硅导电填充物(5)，所述的集电极短路沟槽结构沿垂直方向插入P‑集电区(2)和N+短路区(3)、N‑柱(6)和P‑柱(7)之间；所述的多晶硅导电填充物(5)与金属化集电极(1)短接；所述的栅极结构为沟槽栅，包括栅氧化层(9)，多晶硅栅电极填充物(11)和金属化栅电极(12)，所述的金属化栅电极(12)位于多晶硅栅电极填充物(11)的上表面；所述的发射极结构位于相邻两个沟槽栅之间，包括P‑基区(10)、N+发射区(13)、P+区(14)和金属化发射极(15)；所述的N+发射区位于发射极结构上表面的两端，N+发射区与栅氧化层(9)，P‑基区(10)相连；所述的P+区位于两个N+发射区之间；所述的金属化发射极(15)位于N+发射区与P+区的上表面。