[发明专利]一种碳化硅门极可关断晶闸管有效
申请号: | 201910842029.7 | 申请日: | 2019-09-06 |
公开(公告)号: | CN110534567B | 公开(公告)日: | 2021-07-27 |
发明(设计)人: | 陈万军;谯彬;肖紫嫣;高吴昊;夏云;周琪钧 | 申请(专利权)人: | 电子科技大学 |
主分类号: | H01L29/745 | 分类号: | H01L29/745;H01L29/423 |
代理公司: | 成都点睛专利代理事务所(普通合伙) 51232 | 代理人: | 孙一峰 |
地址: | 611731 四川省*** | 国省代码: | 四川;51 |
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摘要: | 本发明涉及功率半导体技术,特别涉及一种碳化硅门极可关断晶闸管。本发明对常规N型碳化硅GTO的门极区进行改造,在常规的器件P‑门极层13结构下增加了一层掺杂浓度比P‑门极层与N‑漂移区都要高的P型外延层,即(P+gate buffer层),由于P+门级缓冲层12的存在,一方面可以在门极区快速降低电场强度,避免器件发生串通击穿;另一方面P+门级缓冲层12的存在使得P‑门极层的厚度和掺杂浓度可以明显降低,同时P+门级缓冲层12由于浓度差会形成电场,从而加速N+阴极区7电子的注入,从而获得较快的导通特性。 | ||
搜索关键词: | 一种 碳化硅 门极可关断 晶闸管 | ||
【主权项】:
1.一种碳化硅门极可关断晶闸管,其元胞结构包括阴极结构、漂移区结构、门极结构和阳极结构;所述阳极结构包括P型衬底(2)和位于P型衬底(2)下表面的阴极金属(1);所述漂移区结构包括N-漂移区(4)和位于N-漂移区(4)下表面的N+场截止层(3);其特征在于,在漂移区结构和阳极结构之间还具有P+衬底缺陷抑制缓冲层(11),即P+衬底缺陷抑制缓冲层(11)位于N+场截止层(3)和P型衬底(2)之间;所述门极结构包括P+门极缓冲层(12)、P-门极层(13)、P+门极重掺杂区(6)、门极金属(8)和P+门极缓冲层(12);所述P+门极缓冲层(12)位于N-漂移区(4)上表面,P-门极层(13)位于P+门极缓冲层(12)上表面,P+门极重掺杂区(6)位于P-门极层(13)上层一侧,门极金属(8)覆盖P+门极重掺杂区(6)上表面,并向两侧延伸至P-门极层(13)上表面;所述阴极结构包括N+阴极区(7)以及位于N+阴极区(7)上表面的金属层(9);N+阴极区(7)位于P-门极层(13)上表面远离门极金属(8)的一端;/n所述的P+门极缓冲层(12)的掺杂浓度高于N-漂移区(4)和P-门极层(13)的掺杂浓度,用于使得P-门极层(13)避免穿通击穿并承受更大的电压。/n
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