本发明专利技术属于半导体技术领域，具体的说涉及一种SA-LIGBT。本发明专利技术的主要方案为，本发明专利技术中的N型阱区内部P+阳极区和N+阳极区，且P+阳极区和N+阳极区分别由多列沿器件横向方向相互平行的P+阳极子区和N+阳极子区构成，同时沿器件纵向方向均为分段式结构；同时，P+阳极区和N+阳极区下方接触有P型埋层。在器件正向导通初期处于单极模式时，P型埋层和P+阳极区形成电子阻挡层，它们可以阻碍从阴极发射过来的电子被N+阳极区收集，从而增大单极模式下P+阳极区和P型第一埋层与N型阱区或者N型高阻区构成的PN结的正向压降，使器件在较小的单极电流下就能进入双极模式，从而抑制snapback现象的出现。本发明专利技术的有益效果为，能有效抑制snapback现象，同时还能够提升器件的关态特性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体
，具体的说涉及一种SA-LIGBT(Short Anode IGBT,Short Anode-Lateral Insulated Gate Bipolar Transistor，短路阳极横向绝缘棚.双极型晶体管)。
技术介绍
绝缘栅双极晶体管(IGBT)相对于之前的BJT和MOSFET器件而言，最大的区别在于其在正向导通时存在电导调制效应，从而可以在保持较高耐压的同时而具有较低的正向导通压降。但由此带来的负面影响是器件关断前大量地等离子体存储在IGBT的漂移区内，这使得IGBT的关断损耗非常大。SA-LIGBT(Short Anode LIGBT)由于为漂移区内的过剩电子提供了低阻泄放通道，从而很好地解决了这一问题。如图1所示，为传统的SA-LIGBT结构示意图，相比于传统的IGBT，SA-LIGBT的特点是将P+阳极区的一部分用来做N+阳极区，这样在器件关断过程种，漂移区内的过剩电子很容易通过N+阳极区被收集走，这样不仅能降低器件的关态损耗还能大大降低了器件的关断时间。同时，为了控制阳极空穴注入效率和调节电场分布，通常都会在IGBT的阳极增加一个掺杂浓度较高的N-buf f er层。SA-LIGBT在正向导通过程中主要存在两种导电模式:单极模式和双极模式。当SA-LIGBT工作在单极模式时，此时器件就相当于一个MOSFET，电子从阴极发射过来，经过漂移区被N+阳极区收集;双极模式就是正常的IGBT模式。单极模式模式电流很小，且导通电阻大，通常希望器件越早进入双即模式越好。然而对于传统SA-1GBT而言，在由单极模式向双极模式转换过程种会出现snapback现象，在低温条件下snapback现象会更加明显，这会导致器件无法正常开启，严重影响电力电子系统的稳定性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的，就是针对上述问题，提出一种能有效抑制snapback现象的SA-LIGBT0为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案:一种SA-LIGBT，包括N型衬底1、位于N型衬底上表面的介质层2和位于介质层2上表面的N型漂移区3;所述N型漂移区3上层一端具有P型阱区4，其另一端具有N型阱区5，所述P型阱区4和N型阱区5之间有间距;所述P型阱区4上层具有P+体接触区8和N+阴极区9，所述P+体接触区8和N+阴极区9沿器件横向方向并列设置，且N+阴极区9位于靠近N型阱区5的一侧;所述N+阴极区9与N型漂移区3之间的P型阱区4的表面具有栅极结构;其特征在于，所述N型阱区5上层具有P+阳极区10和N+阳极区11，所述P+阳极区10和N+阳极区11沿器件横向方向并列;所述P+阳极区10包括X列沿器件横向方向相互平行的P+阳极子区，每一列P+阳极子区沿器件纵向方向均为分段式结构，每一列P+阳极子区中相邻两段P+阳极子区之间的间隙沿器件横向方向均与相邻列P+阳极子区的一个分段对应，且每个间隙沿器件纵向方向上的长度小于其对应P+阳极子区分段沿器件纵向方向上的长度;所述N+阳极区11包括Y列沿器件横向方向相互平行的N+阳极子区构成，每一列N+阳极子区沿器件纵向方向为分段式结构，每一列N+阳极子区沿器件横向方向均对应一列P+阳极子区并位于该P+阳极子区远离P型阱区4 一侧;所述N型阱区5中具有P型第一埋层7，所述P型第一埋层7的上表面与P+阳极区10的下表面接触。本专利技术总的技术方案，器件的阳极具有P型第一埋层7和M列沿器件纵向方向分段的P+阳极区10，在器件正向导通初期处于单极模式时，它们能够增加进入N型阱区6的电子电流在被N+阳极区11收集前的流动路径，从而增大单极模式下P+阳极区10和P型第一埋层7与N型阱区5或者N型高阻区12构成的PN结的正向压降，使器件在较小的单极电流下就能进入双极模式，从而抑制snapback现象的出现。进一步的，X22，Y〈X。本方案是在前述技术方案的基础上，提出P+阳极区1沿器件横向方向所分的列数至少为2列，同时N+阳极区11所分的列数小于P+阳极区10的列数。进一步的，所述P型阱区4中具有P型第二埋层6，所述P型第二埋层6的上表面与P+体接触区8的下表面以及N+阴极区9的下表面接触。进一步的，所述P型第一埋层7沿器件横向方向的宽度大于P+阳极区10和N+阳极区11的宽度之和，且P型第一埋层7的侧边与N型阱区5远离P型阱区4 一侧的边界之间有间隙。进一步的，所述相邻P+阳极子区之间、相邻N+阳极子区之间具有N型高阻区12。进一步的，所述相邻P+阳极子区之间、相邻N+阳极子区之间、P型第一埋层7的上表面以及P型第一埋层7与N型阱区5远离P型阱区4 一侧的边界之间具有N型高阻区12。本专利技术的有益效果为，能有效抑制snapback现象，同时还能够提升器件的关态特性和抗闩锁能力。【附图说明】图1是传统SA-LIGBT结构示意图；图2为实施例1的结构示意图；图3为实施例2的结构示意图；图4为实施例3的结构示意图；图5为实施例4的结构示意图；图6为实施例5的结构示意图；图7为实施例6的结构示意图；图8为实施例7的结构示意图；图9为实施例8的结构示意图；图10为实施例9的结构示意图。【具体实施方式】下面结合附图和实施例，详细描述本专利技术的技术方案:本专利技术中所述的器件横向方向对应附图中X轴方向，器件纵向方向对应附图中z方向，器件垂直方向对应附图中y方向。实施例1:如图2所示，包括N型衬底1、位于N型衬底上表面的介质层2和位于介质层2上表面的N型漂移区3;所述N型漂移区3上层一侧具有P型阱区4，其另一侧具有N型阱区5;所述P型阱区4上层具有P+体接触区8和N+阴极区9，所述P+体接触区8和N+阴极区9沿器件横向方向并列设置，且N+阴极区9位于靠近N型阱区5的一侧;所述N+阴极区9与N型漂移区3之间的P型阱区4的上表面具有栅极结构；其特征在于，所述N型阱区5上层具有P+阳极区10和N+阳极区11，所述P+阳极区10位于靠近P型阱区4的一侧;所述P+阳极区10为两列结构且沿器件横向方向相互平行;所述P+阳极区10的底部和N+阳极区11的底部与N型阱区5之间具有P型第一埋层7;所述P+阳极区10包括两列，分别为第一列P+阳极子区和第二列P+阳极子区；所述第一列P+阳极子区和第二列P+阳极子区之间的间距为m;所述第一列P+阳极子区沿器件纵向方向分为三段，分别为第一列第一段P+阳极子区、第一列第二段P+阳极子区、第一列第三段P+阳极子区，所述第一列第一段P+阳极子区沿器件纵向方向位于器件的一侧，第一列第三段P+阳极子区沿器件纵向方向位于器件的另一侧，第一列第二段P+阳极子区位于第一列第一段P+阳极子区和第一列第三段P+阳极子区之间；第一列第一段P+阳极子区与第一列第二段P+阳极子区之间的间距为al，第一列第二段P+阳极子区和第一列第三段P+阳极子区之间的间距为al;所述第二列P+阳极子区沿器件纵向方向分为两段，分别为第二列第一段P+阳极子区和第二列第二段P+阳极子区;所述第二列第一段P+阳极子区和第二列第二段P+阳极子区之间的间距为a2;所述第二列第一段P+阳极子区和第二列第二段P+阳极子区沿器件纵向方向的长度大于al，且第二列第一段P+阳极子区沿器件横向方向遮挡住第一列第一段P+阳极子区与本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种SA‑LIGBT，包括N型衬底(1)、位于N型衬底上表面的介质层(2)和位于介质层(2)上表面的N型漂移区(3)；所述N型漂移区(3)上层一端具有P型阱区(4)，其另一端具有N型阱区(5)，所述P型阱区(4)和N型阱区(5)之间有间距；所述P型阱区(4)上层具有P+体接触区(8)和N+阴极区(9)，所述P+体接触区(8)和N+阴极区(9)沿器件横向方向并列设置，且N+阴极区(9)位于靠近N型阱区(5)的一侧；所述N+阴极区(9)与N型漂移区(3)之间的P型阱区(4)的表面具有栅极结构；其特征在于，所述N型阱区(5)上层具有P+阳极区(10)和N+阳极区(11)，所述P+阳极区(10)和N+阳极区(11)沿器件横向方向并列；所述P+阳极区(10)包括X列沿器件横向方向相互平行的P+阳极子区，每一列P+阳极子区沿器件纵向方向均为分段式结构，每一列P+阳极子区中相邻两段P+阳极子区之间的间隙沿器件横向方向均与相邻列P+阳极子区的一个分段对应，且每个间隙沿器件纵向方向上的长度小于其对应P+阳极子区分段沿器件纵向方向上的长度；所述N+阳极区(11)包括Y列沿器件横向方向相互平行的N+阳极子区构成，每一列N+阳极子区沿器件纵向方向为分段式结构，每一列N+阳极子区沿器件横向方向均对应一列P+阳极子区并位于该P+阳极子区远离P型阱区(4)一侧；所述N型阱区(5)中具有P型第一埋层(7)，所述P型第一埋层(7)的上表面与P+阳极区(10)的下表面接触。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：罗小蓉，阮新亮，周坤，邓高强，魏杰，吴俊峰，邓思宇，张波，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51
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