阅读说明：本技术 一种新型沟槽igbt芯片 (Novel groove IGBT chip ) 是由 周炳 赵承杰 许新佳 于 2019-11-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种新型沟槽IGBT芯片,包括集电极,集电极上设置有P+集电极区,P+集电极区上设置有N型衬底,N型衬底上设置有N-场截止层,N-场截止层上设置有P基区,P基区上设置有P+欧姆接触区,P+欧姆接触区上设置有发射极,P基区和P+欧姆接触区上均设置有N+型源区,N-场截止层、P基区以及N+型源区上均设置有沟槽,沟槽内设置有栅氧化层,栅氧化层内设置有栅极,发射极与N+型源区、栅氧化层和栅极之间设置有夹层。该新型沟槽IGBT芯片,通过沟槽栅结构结合N型衬底、N-场截止层和发射极为纵向分布结构,使得总耗能更低,开关行为更加轻柔,并且整体体型也变小,减少占用面积。(The invention discloses a novel groove IGBT chip which comprises a collector, wherein a P + collector region is arranged on the collector, an N-type substrate is arranged on the P + collector region, an N-field stop layer is arranged on the N-type substrate, a P base region is arranged on the N-field stop layer, a P + ohmic contact region is arranged on the P base region, an emitter is arranged on the P + ohmic contact region, N + type source regions are respectively arranged on the P base region and the P + ohmic contact region, grooves are respectively arranged on the N-field stop layer, the P base region and the N + type source region, a gate oxide layer is arranged in each groove, a gate electrode is arranged in each gate oxide layer, and interlayers are arranged among the emitter, the N + type source region, the gate oxide layer and. This novel slot IGBT chip combines N type substrate, N-field stop layer and the very vertical distribution structure of emission through the slot gate structure for total power consumption is lower, and the switching action is gentler, and whole size also diminishes, reduces area occupied.)

一种新型沟槽IGBT芯片

技术领域

本发明涉及IGBT芯片技术领域，具体为一种新型沟槽IGBT芯片。

背景技术

IGBT模块是由IGBT(绝缘栅双极型晶体管芯片)与FWD(二极管芯片)通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品，封装后的IGBT模块直接应用于变频器、UPS不间断电源等设备上。

传统的IGBT3系列(也是常规使用的型号系列)，总损耗高，开关行为较为生硬，且芯片体型稍大，在安装时不够方便，并且P/N结的最高结温也仅为150度，多数用电器热量在长时间使用时，很容易达到该温度，导致芯片性能降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型沟槽IGBT芯片，以解决传统IGBT损耗高，使用性能不够优越的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型沟槽IGBT芯片，包括集电极，所述集电极上设置有P+集电极区，所述P+集电极区上设置有N型衬底，所述N型衬底上设置有N-场截止层，所述N-场截止层上设置有P基区，所述P基区上设置有P+欧姆接触区，所述P+欧姆接触区上设置有发射极，所述P基区和P+欧姆接触区上均设置有N+型源区，所述N-场截止层、P基区以及N+型源区上均设置有沟槽，所述沟槽内设置有栅氧化层，所述栅氧化层内设置有栅极，所述发射极与N+型源区、栅氧化层和栅极之间设置有夹层。

优选的，所述发射极为金属材料制成。

优选的，所述夹层由硼磷硅玻璃材料制成。

优选的，所述N型衬底的厚度不超过0.5微米。

优选的，所述N-场截止层的厚度不超过1.5微米。

优选的，所述P基区的厚度不超过0.8微米。

优选的，所述栅氧化层为氧化硅材料制成。

优选的，所述N型衬底、N-场截止层和发射极为纵向分布结构。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该新型沟槽IGBT芯片，通过沟槽栅结构结合N型衬底、N-场截止层和发射极为纵向分布结构，使得总耗能更低，开关行为更加轻柔，并且整体体型也变小，减少占用面积。

附图说明

图1为本发明的截面结构示意图；

图2为本发明的局部成型示意图。

图中：1、集电极；2、P+集电极区；3、N型衬底；4、N-场截止层；5、P基区；6、P+欧姆接触区；7、沟槽；8、发射极；9、N+型源区；10、夹层；11、栅氧化层；12、栅极。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1和图2，本发明提供一种技术方案：一种新型沟槽IGBT芯片，包括集电极1，集电极1上设置有P+集电极区2，P+集电极区2上设置有N型衬底3，N型衬底3的厚度不超过0.5微米，N型衬底3上设置有N-场截止层4，N-场截止层4的厚度不超过1.5微米，N-场截止层4上设置有P基区5，P基区5的厚度不超过0.8微米，P基区5上设置有P+欧姆接触区6，P+欧姆接触区6上设置有发射极8，发射极8为金属材料制成，P基区5和P+欧姆接触区6上均设置有N+型源区9，N-场截止层4、P基区5以及N+型源区9上均设置有沟槽7，沟槽7内设置有栅氧化层11，栅氧化层11为氧化硅材料制成，栅氧化层11内设置有栅极12，发射极8与N+型源区9、栅氧化层11和栅极12之间设置有夹层10，夹层10由硼磷硅玻璃材料制成。

请参阅图1和图2，N型衬底3、N-场截止层4和发射极8为纵向分布结构。

本发明在具体实施时：对栅极12和发射极8施加正向电压，栅极电流对栅极12与发射极8之间的极间电容充电，电子在栅氧化层11聚集，当电压大于整体芯片的开启电压时，栅氧化层11的外周圈形成薄薄的N反型层(仅在工作时产生，所以附图未示意)，N型反型层与相应的N+型源区9连接在一起，对集电极1施加一个数值较小的电压，即使得沟槽7底部与N-场截止层4的P基区5完全空乏，当加载在栅极12与发射极8之间的正向电压小于开启电压时，N型反型层消失，电子无法从N+型源区9穿过P基区5至N-场截止层4和N型衬底3，IGBT芯片关断。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。