[发明专利]具有PNP穿通三极管的沟槽栅IGBT器件

摘要

本发明属于功率半导体技术领域，具体涉及一种具有PNP穿通三极管的沟槽栅IGBT器件，本发明在分立浮空pbody区内对称的沟槽介质层之间，通过P型第二集电区、N型第二基区与分立浮空pbody区形成PNP穿通型三极管；器件正向导通时，PNP三极管不发生穿通，并储存空穴增强电导调制，由N+多晶硅、P+多晶硅形成的二极管进一步减小泄露电流；关断时PNP三极管穿通，提供空穴泄放通道，降低关断时间，提高P‑base区域抗闩锁能力；同时沟槽介质层避免了PNP三极管发生闩锁，达到在不影响其他电学特性的情况下，降低了开关时间和开关损耗；器件处于阻断状态下，PNP三极管穿通，增加了器件耐压能力。

主权项

1.一种具有PNP穿通三极管的沟槽栅IGBT器件，其特征在于：其整个元胞关于元胞中线对称；其元胞结构包括从下至上依次层叠的金属电极(7)、P+集电区(6)、N型缓冲层(5)、N‑漂移区(4)；金属发射极(9)、金属电极(17)和金属连线(18)位于N‑漂移区(4)的上方；所述N‑漂移区(4)的顶层中间区域设有分立浮空Pbody区(8)，所述分立浮空Pbody区(8)的内部顶层中间区域分别设有P型第二集电区(12)、N型第二基区(13)，所述P型第二集电区(12)和N型第二基区(13)的两侧都对称设置沟槽介质层(14)，P型第二集电区(12)位于N型第二基区(13)上方；P型第二集电区(12)、N型第二基区(13)与分立浮空Pbody区(8)形成PNP三极管结构；所述金属发射极(9)与金属电极(17)之间有一个或者多个由N+多晶硅(15)、P+多晶硅(16)形成的二极管，多个二极管之间通过金属连线(18)连接；所述N+多晶硅(15)、P+多晶硅(16)与金属连线(18)形成的二极管下方通过介质层(11)与N‑漂移区(4)形成隔离；所述P+基区(2)、N+发射区(1)均与金属发射极(9)接触；所述P+基区(2)、N+发射区(1)与分立浮空Pbody区(8)之间设有栅极结构，所述栅极结构包括栅电极(10)和栅介质层(3)，栅介质层(3)沿器件垂直方向延伸进入N‑漂移区(4)中形成沟槽，所述栅电极(10)设置在沟槽中；所述栅介质层(3)的一侧分别与P+基区(2)、N+发射区(1)、N‑漂移区(4)接触，所述栅介质层(3)的另一侧与分立浮空Pbody区(8)通过N‑漂移区(4)相隔离。