[发明专利]具有SCR结构的沟槽栅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SCR结构的沟槽栅IGBT器件，本发明在分立浮空Pbody区内的对称沟槽介质层之间，通过P型区、第一N型区、第二N型区与分立浮空Pbody区形成SCR结构；器件正向导通时，SCR结构不导通，并存储空穴增强电导调制，并在金属电极串联二极管，进一步减小泄露电流；关断时提供空穴泄放通道，降低关断时间，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，SCR结构穿通，增加了器件耐压能力。

主权项

1.一种具有SCR结构的沟槽栅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)、金属连线(19)和金属电极(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从下至上依次设有第一N型区(14)、P型区(13)、第二N型区(15)，所述P型区(13)、第一N型区(14)、第二N型区(15)的两侧都对称设置有沟槽介质层(12)，P型区(13)位于第一N型区(14)内部上方，第二N型区(15)位于P型区(13)内部上方，P型区(13)、第一N型区(14)、第二N型区(15)与分立浮空Pbody区(8)形成SCR结构；所述金属发射极(9)与金属电极(18)之间有一个或者多个由N+多晶硅(16)、P+多晶硅(17)形成的二极管，多个二极管之间通过金属连线(19)相连接；所述N+多晶硅(16)、P+多晶硅(17)与金属连线(19)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。