CN106783988A - 具有高抗短路能力的igbt器件 - Google Patents

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程炜涛
姚阳
王海军
叶甜春
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Jiangsu CAS IGBT Technology Co Ltd
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Jiangsu CAS IGBT Technology Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种具有高抗短路能力的IGBT器件，在集电极上设有FS层，在FS层上设有基区，在基区上设有P阱，在P阱上设有金属层，在金属层内设有左右两个第一绝缘氧化层，在左右两个第一绝缘氧化层之间的金属层内设有第二绝缘氧化层，在第一绝缘氧化层的下端部连接有第一栅极，在第二绝缘氧化层的下端部连接有第二栅极，第一栅极与第二栅极的下端部均位于基区内，在第一栅极的上端部的左右两侧以及在第二栅极的上端部的左右两侧均设有发射极，位于第二栅极与第一栅极之间的两个发射极之间以及位于第一栅极外侧的发射极上连接有P+区域。本发明进而降低器件发生短路时对空穴载流子的收集能力，从而实现降低短路电流的目的，可以在极小改变器件饱和压降的前提下，明显提高器件抗短路能力。

Description

具有高抗短路能力的IGBT器件
技术领域
本发明涉及一种IGBT器件，本发明尤其是涉及一种具有高抗短路能力的IGBT器件，本发明属于半导体功率器件领域。
背景技术
现有技术的结构，为了追求更低的饱和压降，可以将原胞密度增大（沟槽密度增大，沟槽间距降低），这样会带来饱和电流较大的负面影响，进而降低器件的抗短路能力。
如图2所示，现有的器件结构中栅极2的宽度一致，这样会导致在原胞密度较高的情况下，器件的短路电流较高。当器件发生短路时，较高短路电流会引起较高的发热量，更容易导致器件失效，抗短路能力较差。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种可以在极小改变器件饱和压降的前提下有效降低短路电流，提高器件抗短路能力的具有高抗短路能力的IGBT器件。
按照本发明提供的技术方案，所述包括P阱、第一栅极、发射极、第一绝缘氧化层、P+区域、金属层、FS层、集电极、第二栅极、基区与第二绝缘氧化层；在集电极上设有FS层，在FS层上设有基区，在基区上设有P阱，在P阱上设有金属层，在金属层内设有左右两个第一绝缘氧化层，在左右两个第一绝缘氧化层之间的金属层内设有第二绝缘氧化层，在第一绝缘氧化层的下端部连接有第一栅极，在第二绝缘氧化层的下端部连接有第二栅极，第一栅极与第二栅极的下端部均位于基区内，在第一栅极的上端部的左右两侧以及在第二栅极的上端部的左右两侧均设有发射极，位于第二栅极与第一栅极之间的两个发射极之间以及位于第一栅极外侧的发射极上连接有P+区域。
所述第二栅极的宽度大于第一栅极的宽度。
所述第二绝缘氧化层的宽度大于第一绝缘氧化层的宽度。
本发明通过改变部分栅极的宽度，进而降低了器件发生短路时对空穴载流子的收集能力，从而实现降低短路电流的目的，可以在极小改变器件饱和压降的前提下，明显提高器件抗短路能力。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是背景技术的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
该包括P阱1、第一栅极2、发射极3、第一绝缘氧化层4、P+区域5、金属层6、FS层7、集电极8、第二栅极9、基区10与第二绝缘氧化层11；在集电极8上设有FS层7，在FS层7上设有基区10，在基区10上设有P阱1，在P阱1上设有金属层6，在金属层6内设有左右两个第一绝缘氧化层4，在左右两个第一绝缘氧化层4之间的金属层6内设有第二绝缘氧化层11，在第一绝缘氧化层4的下端部连接有第一栅极2，在第二绝缘氧化层11的下端部连接有第二栅极9，第一栅极2与第二栅极9的下端部均位于基区10内，在第一栅极2的上端部的左右两侧以及在第二栅极9的上端部的左右两侧均设有发射极3，位于第二栅极9与第一栅极2之间的两个发射极3之间以及位于第一栅极2外侧的发射极3上连接有P+区域5。
所述第二栅极9的宽度大于第一栅极2的宽度。
所述第二绝缘氧化层11的宽度大于第一绝缘氧化层4的宽度。
本发明中，集电极8为P+型，FS层7为N+型，基区10为N型。
本发明通过增大原胞区部分第二栅极9的宽度，可以有效降低器件发生短路时对空穴的收集能力，从而降低器件短路电流，减轻器件发生短路时的发热量，实现提高器件抗短路能力的目的，同时由于部分沟槽宽度的增宽，器件的饱和压降不会有特别明显的变化。

Claims (3)

1.一种具有高抗短路能力的IGBT器件，包括P阱（1）、第一栅极（2）、发射极（3）、第一绝缘氧化层（4）、P+区域（5）、金属层（6）、FS层（7）、集电极（8）、第二栅极（9）、基区（10）与第二绝缘氧化层（11），其特征是：在集电极（8）上设有FS层（7），在FS层（7）上设有基区（10），在基区（10）上设有P阱（1），在P阱（1）上设有金属层（6），在金属层（6）内设有左右两个第一绝缘氧化层（4），在左右两个第一绝缘氧化层（4）之间的金属层（6）内设有第二绝缘氧化层（11），在第一绝缘氧化层（4）的下端部连接有第一栅极（2），在第二绝缘氧化层（11）的下端部连接有第二栅极（9），第一栅极（2）与第二栅极（9）的下端部均位于基区（10）内，在第一栅极（2）的上端部的左右两侧以及在第二栅极（9）的上端部的左右两侧均设有发射极（3），位于第二栅极（9）与第一栅极（2）之间的两个发射极（3）之间以及位于第一栅极（2）外侧的发射极（3）上连接有P+区域（5）。
2.如权利要求1所述的具有高抗短路能力的IGBT器件，其特征是：所述第二栅极（9）的宽度大于第一栅极（2）的宽度。
3.如权利要求1所述的具有高抗短路能力的IGBT器件，其特征是：所述第二绝缘氧化层（11）的宽度大于第一绝缘氧化层（4）的宽度。
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