【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体，具体涉及一种具有低功耗高短路安全工作区的槽栅双极型晶体管(trench insulated gate bipolar transistor简称：tigbt)。
技术介绍
0、技术背景
1、功率半导体作为一种开关器件，主要应用于电力电子领域。常规绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor，简称：igbt)由于其在高压电力电子领域中展现出优越的性能，使得其被广泛应用于轨道交通、风力发电、家用电器等领域。igbt作为一种功率开关器件，其能量损耗、安全工作区及其短路能力是其至关重要的指标。带有载流子存储层的sbl-igbt(super body layer-igbt)改善了传统igbt的功耗折中关系，但是sbl-igbt的最大耐压值受到其载流子存储层浓度的影响，且短路安全工作区也随着其沟道长度的减小而减小，极大的影响了器件的可靠性。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的，是针对上述问题，提出一种具有可调节电导通道(adjustableconductance path)的槽栅型igbt结构(可称为acp-igbt)，其大大降低了导通压降和关断功耗，增大了短路安全工作区。可用于改进现在常规igbt存在的导通压降与关断功耗折中关系的问题，并且拥有的有较大的短路安全工作区，保证了器件在使用过程中的稳定性和可靠性。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种具有低导通压降、低关断损
4、所述可变电阻区包括集电极结构、漂移区结构和有源结构，所述可变电阻区的集电极结构和漂移区结构与元胞区的集电极结构和漂移区结构相同；所述有源结构包括氧化隔离柱20、n-存储层8和p-基区3，其中可变电阻区的n-存储层8和p-基区3与元胞区的n-存储层8和p-基区3相同，n-存储层8位于p-阱9上表面，p-基区3位于n-存储层8上表面，氧化隔离柱20将可变电阻区的n-存储层8和p-基区3与元胞区的p-通道15隔离，在可变电阻区的p-基区3上层两侧分别具有p+半导体2，p+半导体2与氧化隔离柱20接触，两侧的p+半导体2的上表面分别具有第一金属电极18和第二金属电极19，所述第一金属电极18与金属化栅电极17连接，所述第二金属电极19与金属化耗尽栅电极16连接。
5、本专利技术总的技术方案，主要有两点，一是采用耗尽栅对p-通道进行电导调控，配合n-存储层在漂移区增强电导调制效应；二是栅极与耗尽栅之间通过可变电阻串联，通过可变电阻阻值随器件温度变化，调节耗尽栅对p-通道的耗尽程度，起到对器件在短路工作时的保护作用。
6、本专利技术的有益效果为，通过提出新结构槽栅双极型晶体管(acp-igbt)，在不影响器件尺寸及耐压的情况下，极大的降低了器件的导通压降、关断功耗，增大了短路安全工作区。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种具有低功耗高短路安全工作区的槽栅双极型晶体管，其特征在于，晶体管由元胞区与可变电阻区水平交替排列组成；所述元胞区包括集电极结构、漂移区结构和栅极结构，所述集电极结构由金属化集电极(13)和位于金属化集电极(13)上表面的P-集电极(12)构成；所述漂移区结构包括位于P-集电极(12)上表面的N-缓冲层(11)、位于N-缓冲层上表面的N-漂移区(10)、位于N-漂移区(10)的上表面的P-阱(9)；所述栅极结构包括槽栅和耗尽栅，所述槽栅位于P-阱(9)的外侧，槽栅的底部延伸入N-漂移区(10)中，槽栅包括第一P型多晶硅(4)、覆盖第一P型多晶硅(4)侧壁和底部的第一氧化层(5)、位于第一氧化层(5)和第一P型多晶硅(4)上表面的金属化栅电极(17)，所述金属化栅电极(17)与栅极控制电压连接；所述耗尽栅位于P-阱(9)的上表面，所述耗尽栅包括第二P型多晶硅(6)、覆盖第二P型多晶硅(6)侧壁和底部的第二氧化层(7)、位于第二P型多晶硅(6)和第二氧化层(7)上表面的金属化耗尽栅电极(16)，所述金属化耗尽栅电极(16)通过一个固定阻值的电阻R接地；所述槽栅与耗尽栅之间的P-
...【技术特征摘要】
1.一种具有低功耗高短路安全工作区的槽栅双极型晶体管，其特征在于，晶体管由元胞区与可变电阻区水平交替排列组成；所述元胞区包括集电极结构、漂移区结构和栅极结构，所述集电极结构由金属化集电极(13)和位于金属化集电极(13)上表面的p-集电极(12)构成；所述漂移区结构包括位于p-集电极(12)上表面的n-缓冲层(11)、位于n-缓冲层上表面的n-漂移区(10)、位于n-漂移区(10)的上表面的p-阱(9)；所述栅极结构包括槽栅和耗尽栅，所述槽栅位于p-阱(9)的外侧，槽栅的底部延伸入n-漂移区(10)中，槽栅包括第一p型多晶硅(4)、覆盖第一p型多晶硅(4)侧壁和底部的第一氧化层(5)、位于第一氧化层(5)和第一p型多晶硅(4)上表面的金属化栅电极(17)，所述金属化栅电极(17)与栅极控制电压连接...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑崇芝，孙新淇，杨禹霄，邓时雨，孙瑞泽，刘超，陈万军，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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