[发明专利]一种槽栅双极型晶体管

摘要

本发明属于半导体器件技术领域，具体的说涉及一种槽栅双极型晶体管。本发明的主要方案：一是采用了元胞区与假元胞区在水平方向交替排列的结构，假元胞区与元胞区通过金属化发射极相连，假元胞区内靠近发射极一侧的半导体浮空；二是在假元胞上表面垂直延伸进器件形成与发射极短接的沟槽结构，起到均匀电场的作用。本发明具有极低的功率损耗。在器件经受短路冲击时，由于本发明器件具有更加均匀的电场分布，降低了器件的碰撞电离率，抑制了器件热失效，使得器件具有更强的抗短路能力。

主权项

1.一种槽栅双极型晶体管，其特征在于，在水平方向由假元胞区(1)和元胞区(2)交替排列而成；所述的假元胞区(1)包括集电极结构、漂移区结构、浮空结构和T型发射极结构；所述的集电极结构包括金属化集电极(3)和位于金属化集电极(3)上表面的P‑集电区(4)；所述的漂移区结构包括位于P‑集电区(4)上表面的N‑缓冲层(5)、位于N‑缓冲层(5)上表面的N漂移区(6)和位于N漂移区(6)上表面的N型半导体条(8)；所述的浮空结构包括位于N型半导体条(8)上表面的N型层(9)、位于N型层(9)上表面的浮空P区(16)；所述的T型发射极结构包括氧化层(14)和发射极(13)；所述的氧化层(14)位于浮空结构的上表面，并沿浮空结构的中心垂直深入浮空结构形成沟槽，其一侧与浮空P区(16)、N型层(9)和N型半导体条(8)接触，令一侧只与金属化发射极(13)接触；所述的发射极(13)位于氧化层的上表面与沟槽内部；所述的元胞区(2)包括集电极结构、漂移区结构、发射极结构和沟槽栅结构；所述的集电极结构包括金属化集电极(3)和位于金属化集电极(3)上表面的P‑集电区(4)；所述的漂移区结构包括位于P‑集电区(4)上表面的N‑缓冲层(5)、位于N‑缓冲层(5)上表面的N漂移区(6)和位于N漂移区(6)上表面的P型半导体条(7)；所述的发射极结构位于漂移区结构的上表面，包括N型层(9)、P型基区(10)、P+接触区(11)、N+发射区(12)和金属化发射极(13)；所述的N型层(9)位于P型半导体条(7)的上表面；所述的P型基区(10)位于N型层(9)的上表面；所述的N型层(9)和P型基区(10)均位于两个相邻的沟槽结构之间；所述的N+发射区(12)位于元胞区(2)上表面的两端；所述的P+接触区(11)位于两个相邻的N+发射区(12)之间；所述金属化发射极(13)位于P+接触区(11)和N+发射区(12)的上表面；所述的沟槽栅结构包括氧化层(14)和多晶硅栅(15)；所述的栅氧化层(14)沿器件的垂直方向延伸入P型半导体条(7)中形成沟槽，所述的栅氧化层侧面与N+发射区(12)、P型基区(10)，N型层(9)、P型半导体条(7)、N型半导体条(6)接触和浮空P区(16)接触；所述的多晶硅栅(15)位于沟槽中。