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专利号: 2021110612659
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种衬底集成反并联续流二极管的RC‑LIGBT器件,其特征在于,该器件包括P+发射极(1)、N+电子发射极(2)、P‑body(3)、N型漂移区(4)、缓冲层(5)、P型集电极(6)、N型集电极(7)、二氧化硅绝缘层(8)、P型衬底(9)、发射极(10)、栅极(11)、集电极(12);其中,P+发射极(1)、N+电子发射极(2)、P‑body(3)、N型漂移区(4)、缓冲层(5)和P型集电极(6)形成了IGBT导电区域;P+发射极(1)、P型衬底(9)和N型集电极(7)形成了PIN续流二极管导电区域;

所述P+发射极(1)、N+电子发射极(2)位于发射极(10)的下方;所述N+电子发射极(2)的左侧与P+发射极(1)的右侧紧密相连,N+电子发射极(2)的下侧和右侧被P‑body(3)完全覆盖;所述P‑body(3)的左侧与P+发射极(1)的右侧相连,P‑body(3)的下侧与二氧化硅绝缘层(8)的上侧平齐相连;所述N型漂移区(4)的左侧与P‑body(3)的右侧相连,N型漂移区(4)的下侧与二氧化硅绝缘层(8)的上侧平齐;所述缓冲层(5)的左侧与N型漂移区(4)的右侧平齐相连,缓冲层(5)的下侧与二氧化硅绝缘层(8)的上侧平齐相连;所述P型集电极(6)的左侧与缓冲层(5)的右侧相连,P型集电极(6)的下侧与二氧化硅绝缘层(8)的上侧平齐相连;所述P型衬底(9)的上侧依次与P+发射极(1)、二氧化硅绝缘层(8)和N型集电极(7)的下侧平齐相连;所述N型集电极(7)的左侧与P型集电极(6)和二氧化硅绝缘层(8)右侧平齐相连;

正向导通时,IGBT导电区域工作,电子从N+电子发射极(2),经P‑body(3)向N型漂移区(4)、缓冲层(5)注入电子;同时P型集电极(6)向N型漂移区(4)、缓冲层(5)注入空穴,实现IGBT双极性导电模式;反向导通时,PIN续流二极管导电区域的P+发射极(1)向P型衬底(9)注入空穴;同时N型集电极(7)向P型衬底(9)注入电子,实现PIN双极性导电模式。

2.根据权利要求1所述的衬底集成反并联续流二极管的RC‑LIGBT器件,其特征在于,该器件还包括P‑top(13);所述P‑top(13)的上侧与N型漂移区(4)的上侧平齐,P‑top(13)的左侧、下侧和右侧被N型漂移区(4)完全覆盖。

3.根据权利要求1所述的衬底集成反并联续流二极管的RC‑LIGBT器件,其特征在于,该器件还包括P‑type(14);所述P‑type(14)被N型漂移区(4)完全覆盖。

4.根据权利要求1所述的衬底集成反并联续流二极管的RC‑LIGBT器件,其特征在于,所述栅极(11)的材料包括掺杂多晶硅或铝。

5.根据权利要求1所述的衬底集成反并联续流二极管的RC‑LIGBT器件,其特征在于,所

15 ‑3

述N型漂移区(4)的掺杂浓度为1×10 cm ,所述P‑body(3)和缓冲层(5)的掺杂浓度为1×

16 ‑3 19 ‑3

10 cm ,所述N型集电极(7)的掺杂浓度为1×10 cm ,所述P型衬底(9)的掺杂浓度为1×

14 ‑3

10 cm 。

6.根据权利要求2所述的衬底集成反并联续流二极管的RC‑LIGBT器件,其特征在于,所

15 ‑3

述P‑top(13)的掺杂浓度为1×10 cm 。

7.根据权利要求3所述的衬底集成反并联续流二极管的RC‑LIGBT器件,其特征在于,所

16 ‑3

述P‑type(14)的掺杂浓度为1×10 cm 。