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专利号: 2021115843378
申请人: 电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-17
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种具有异质结的超结逆导型IGBT,其元胞结构包括集电极结构、耐压层结构、栅极结构和发射极结构,其中耐压层位于集电极结构之上,栅极结构位于耐压层之上,发射极结构位于耐压层之上;其特征在于,

所述集电极结构包括集电极金属(1)、第一绝缘介质层(2)以及第一P+集电极区(3);所述集电极金属(1)引出端为集电极;所述第一绝缘介质层(2)位于集电极金属(1)中部上层,第一绝缘介质层(2)的上表面与耐压层及部分第一P+集电极区(3)接触;所述第一P+集电极区(3)位于集电极金属(1)上表面一端,第一P+集电极区(3)的上表面与耐压层接触;

所述耐压层结构包括第一N+场截止层(4)、N漂移区(5)、P漂移区(6);所述第一N+场截止层(4)覆盖第一P+集电极区(3)的上表面,同时沿第一P+集电极区(3)的侧面向下延伸至与第一绝缘介质层(2)的上表面接触,第一N+场截止层(4)的上表面与N漂移区(5)的下表面接触;所述N漂移区(5)和第一N+场截止层(4)的侧面与P漂移区(6)的侧面接触,N漂移区(5)的上表面与发射极结构和栅极结构接触;P漂移区(6)的下表面与集电极金属(1)上表面接触并形成肖特基接触,P漂移区(6)的上表面与发射极结构接触;

所述栅极结构为沟槽栅,所述沟槽栅由第二绝缘介质层(13)及位于第二绝缘介质层(13)中的第一导电材料(7)构成;所述沟槽栅位于N漂移区(5)上表面一端并沿器件垂直方向延伸入N漂移区(5)中,第二绝缘介质(13)与发射极结构接触;所述第一导电材料(7)的引出端为栅极;

所述发射极结构包括第一P阱(8)、第二P阱(9)、N+发射极区(10)、第一P+体接触区(11)、第二P+体接触区(12)、发射极金属(14);所述第一P阱(8)下表面与N漂移区(5)上表面接触,第一P阱(8)一侧的侧面与第二绝缘介质层(13)接触,第一P阱(8)另一侧的侧面与第二P阱(9)接触;所述第二P阱(9)的下表面与P漂移区(6)的上表面接触;所述N+发射极区(10)和第一P+体接触区(11)并列位于第一P阱(8)的上层,且N+发射极区(10)与第二绝缘介质层(13)接触;所述第二P+体接触区(12)位于第二P阱(9)上表面并与第一P+体接触区(11)接触;所述发射极金属(14)下表面与N+发射极区(10)、第一P+体接触区(11)、第二P+体接触区(12)接触,发射极金属(14)引出端为发射极;

所述第一P+集电极区(3)、第一N+场截止层(4)、N漂移区(5)、第一P阱(8)、N+发射极区(10)以及第一P+体接触区(11)采用的材料为硅,而P漂移区(6)、第二P阱(9)以及第二P+体接触区(12)采用的材料为碳化硅。