本發(fā)明屬于半導(dǎo)體器件，特別是半導(dǎo)體功率器件。

背景技術(shù)：

通常，半導(dǎo)體功率器件需要有高的擊穿電壓、低的導(dǎo)通電壓（或?qū)娮瑁?、快的開關(guān)速度和高的可靠性。為了獲得高的擊穿電壓，半導(dǎo)體功率器件通常采用一個(gè)摻雜濃度比較低（即電阻率比較高）的半導(dǎo)體區(qū)做耐壓區(qū)。絕緣柵雙極型晶體管（insulatedgatebipolartransistor，igbt）是一種雙極型器件，它引入了少數(shù)載流子參與導(dǎo)電，使得電阻率比較高的耐壓區(qū)中充滿導(dǎo)電的載流子，從而增強(qiáng)器件的導(dǎo)電能力，獲得較低的導(dǎo)通電壓（或?qū)娮瑁?。另外，igbt還具有電流飽和能力，并能通過控制柵極電壓來控制器件的開關(guān)，因而具有較高的可靠性。這些特點(diǎn)使得igbt在中高壓領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。當(dāng)然，引入少數(shù)載流子之后，這不可避免地會(huì)增加開關(guān)的時(shí)間，尤其是增加關(guān)斷時(shí)間（或關(guān)斷功耗）。通常，igbt的關(guān)斷功耗與導(dǎo)通電壓之間存在折中關(guān)系，這個(gè)折中關(guān)系是評價(jià)igbt性能的重要參考依據(jù)。

為了改善igbt的關(guān)斷功耗與導(dǎo)通電壓之間的折中關(guān)系，igbt的集電區(qū)-漂移區(qū)結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了從穿通型（punchthrough，pt）到非穿通型（nonpunchthrough，npt），再到電場截止型（fieldstop，fs）或軟穿通型（softpunchthrough，spt）或弱穿通（lightpunchthrough，lpt）的過程；igbt的柵極結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了從平面柵到槽柵的過程；igbt的發(fā)射區(qū)結(jié)構(gòu)也出現(xiàn)了發(fā)射極端載流子濃度增強(qiáng)技術(shù)，其中典型代表有三菱電機(jī)的cstbt（carrierstoredtrenchbipolartransistor）和東芝的iegt（injectionenhancedgatetransistor）等。

在cstbt中，提高了靠近n型耐壓區(qū)（或n型漂移區(qū)）頂部的摻雜濃度，從而抑制空穴進(jìn)入發(fā)射極以提高n型漂移區(qū)頂部的載流子濃度，改善關(guān)斷功耗與導(dǎo)通電壓之間的折中關(guān)系。然而，要實(shí)現(xiàn)這樣的結(jié)構(gòu)也會(huì)增加工藝的復(fù)雜程度，對工藝的控制精度的要求也更嚴(yán)格。另外，n型漂移區(qū)頂部的摻雜濃度提高之后，會(huì)增強(qiáng)n型漂移區(qū)頂部pn結(jié)處的電場，從而降低擊穿電壓。雖然，也可以在n型漂移區(qū)頂部附近再引入一些深入n型漂移區(qū)地p+區(qū)以緩解頂部pn結(jié)處的電場，但這會(huì)進(jìn)一步增加工藝成本和制造難度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種絕緣柵雙極型晶體管器件，提出一種新的發(fā)射極端載流子濃度增強(qiáng)技術(shù)，該技術(shù)可以有效地增強(qiáng)少數(shù)載流子在漂移區(qū)頂部的存儲(chǔ)效應(yīng)，在制造工藝上容易實(shí)現(xiàn)，而且不會(huì)影響擊穿電壓。

本發(fā)明提供一種絕緣柵雙極型晶體管器件，其元胞結(jié)構(gòu)包括：輕摻雜的第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)（20），與所述漂移區(qū)（20）的一面相接觸的第二導(dǎo)電類型的集電區(qū)（10），與所述漂移區(qū)（20）的另一面相接觸的第二導(dǎo)電類型的基區(qū)（30），與所述基區(qū)（30）至少有部分接觸的重?fù)诫s的第一導(dǎo)電類型的發(fā)射區(qū)（41），與所述發(fā)射區(qū)（41）、所述基區(qū)（30）以及所述漂移區(qū)（20）均接觸的柵極結(jié)構(gòu)（由50和90組成），覆蓋于所述集電區(qū)的導(dǎo)體（1）形成的集電極（c），覆蓋于與所述發(fā)射區(qū)的導(dǎo)體（2）形成的發(fā)射極（e），覆蓋于所述柵極結(jié)構(gòu)的導(dǎo)體（3）形成的柵極（g），其特征在于：

所述輕摻雜的第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)（20）與所述第二導(dǎo)電類型的集電區(qū)（10）可以是直接接觸，也可以是通過一個(gè)第一導(dǎo)電類型的緩沖區(qū)（21）間接接觸；

所述重?fù)诫s的第一導(dǎo)電類型的發(fā)射區(qū)（41）與所述第二導(dǎo)電類型的基區(qū)（30）可以是直接接觸，也可以是通過一個(gè)第一導(dǎo)電類型的連接區(qū)（42）間接接觸；

所述柵極結(jié)構(gòu)（由50和90組成）包括至少一個(gè)絕緣介質(zhì)層（90）和至少一個(gè)導(dǎo)體區(qū)（50），所述絕緣介質(zhì)層（90）與所述發(fā)射區(qū)（41）、所述基區(qū)（30）以及所述漂移區(qū)（20）均直接接觸；所述絕緣介質(zhì)層（70）的另一面與所述導(dǎo)體區(qū)（50）直接接觸，所述導(dǎo)體區(qū)（50）的另一面與所述柵極導(dǎo)體（3）直接接觸；所述絕緣介質(zhì)層（90）是由絕緣介質(zhì)材料構(gòu)成，所述絕緣介質(zhì)材料可以是二氧化硅，也可以是具有比二氧化硅更高或更低介電系數(shù)的介質(zhì)材料；所述導(dǎo)體區(qū)（50）是由導(dǎo)體材料構(gòu)成，所述導(dǎo)體區(qū)（50）的導(dǎo)體材料可以是重?fù)诫s的多晶半導(dǎo)體材料，也可以是金屬材料，還可以是其它導(dǎo)體材料；所述導(dǎo)體區(qū)（50）的導(dǎo)體材料可以與所述柵極導(dǎo)體（3）相同，也可以不同；

所述漂移區(qū)（20）、所述集電區(qū)（10）、所述基區(qū)（30）、所述緩沖區(qū)（21）和所述連接區(qū)（42）是由第一種半導(dǎo)體材料構(gòu)成；所述發(fā)射區(qū)（41）是由第二種半導(dǎo)體材料構(gòu)成；所述第二種半導(dǎo)體材料的禁帶寬度高于所述第一種半導(dǎo)體材料的禁帶寬度；

所述基區(qū)（30）與所述發(fā)射極（e）之間通過一個(gè)二極管（100）或兩個(gè)同向串聯(lián)的二極管（101及102）或兩個(gè)以上同向串聯(lián)的二極管（103）相連；所述基區(qū)（30）與發(fā)射極（e）之間的二極管（100、101及102、103）的正向?qū)娏鞣较蚝退龌鶇^(qū)（30）與所述發(fā)射區(qū)（41）構(gòu)成的異質(zhì)結(jié)的正向?qū)娏鞣较蛳嗤?；所述基區(qū)（30）與所述發(fā)射區(qū)（41）構(gòu)成的異質(zhì)結(jié)的正向?qū)妷捍笥谒龌鶇^(qū)（30）與發(fā)射極e之間的二極管（100、101及102、103）通路的正向?qū)妷海?/p>

所述第一導(dǎo)電類型為n型時(shí)，所述的第二導(dǎo)電類型為p型，所述基區(qū)（30）與發(fā)射極（e）之間的二極管的正向?qū)娏鞣较蚝退龌鶇^(qū)（30）與所述發(fā)射區(qū)（41）構(gòu)成的異質(zhì)結(jié)的正向電流導(dǎo)通方向都是從所述基區(qū)（30）流向所述發(fā)射極（e）；所述第一導(dǎo)電類型為p型時(shí)，所述的第二導(dǎo)電類型為n型，所述基區(qū)（30）與發(fā)射極（e）之間的二極管的正向?qū)娏鞣较蚝退龌鶇^(qū)（e）與所述發(fā)射區(qū)（41）構(gòu)成的異質(zhì)結(jié)的正向?qū)娏鞣较蚨际菑乃霭l(fā)射極（e）流向所述基區(qū)（30）。

進(jìn)一步，所述的柵極結(jié)構(gòu)（由50和90組成）可以是平面柵結(jié)構(gòu)，也可以是槽柵結(jié)構(gòu)；

所述第一種半導(dǎo)體材料是si時(shí)，所述第二種半導(dǎo)體材料可以是sic、gan、sicn、金剛石、gaas等具有比si更高禁帶寬度的半導(dǎo)體材料；所述的第一種半導(dǎo)體材料是ge時(shí)，所述第二種半導(dǎo)體材料可以是si、sic、gan、sicn、金剛石、gaas等具有比ge更高禁帶寬度的半導(dǎo)體材料；所述第一種半導(dǎo)體材料是gaas時(shí)，所述第二種半導(dǎo)體材料可以是sic、gan、sicn、金剛石等具有比gaas更高禁帶寬度的半導(dǎo)體材料；所述第二種半導(dǎo)體材料可以是單晶材料、多晶材料或非晶材料。

所述基區(qū)（30）與發(fā)射極（e）之間的二極管可以是集成在芯片內(nèi)部的二極管，也可以是外接的二極管；所述基區(qū)（30）與發(fā)射極（e）之間的二極管可以是pn二極管，可以是肖特基二極管，也可以是pn-肖特基復(fù)合型二極管，還可以是其它類型的二極管；所述集成在芯片內(nèi)部的二極管可以制作在元胞區(qū)，也可以制作在元胞區(qū)之外的其他區(qū)域；

所述絕緣柵雙極型晶體管器件的元胞的形狀可以是條形、六角形、圓形、方形等形狀，排列方式可以是條形、六角形、圓形、方形等方式。

進(jìn)一步，所述基區(qū)（30）與發(fā)射極（e）之間的二極管是制作在一個(gè)多晶半導(dǎo)體區(qū)（51及52、53及54、55及56、57及58）中的肖特基二極管，所述多晶半導(dǎo)體區(qū)（51及52、53及54、55及56、57及58）由第一種半導(dǎo)體材料構(gòu)成；

所述多晶半導(dǎo)體區(qū)（51及52、53及54、55及56、57及58）通過一個(gè)絕緣介質(zhì)層（91、92）與所述基區(qū)（30）、所述發(fā)射區(qū)（41）及所述漂移區(qū)（20）相隔離；所述多晶半導(dǎo)體區(qū)（51及52、53及54、55及56、57及58）可以是深入所述基區(qū)（30）或/和所述發(fā)射區(qū)（41）或/和所述漂移區(qū)（20）體內(nèi)的槽型結(jié)構(gòu)，也可以是位于所述基區(qū)（30）或/和所述發(fā)射區(qū)（41）或/和所述漂移區(qū)（20）表面的平面型結(jié)構(gòu)；所述多晶半導(dǎo)體區(qū)（51及52、53及54、55及56、57及58）可以是第一導(dǎo)電類型的多晶半導(dǎo)體區(qū)（51及52、55及56），也可以是第二導(dǎo)電類型的多晶半導(dǎo)體區(qū)（53及54、57及58）；

所述多晶半導(dǎo)體區(qū)（51及52、53及54、55及56、57及58）是第一導(dǎo)電類型的多晶半導(dǎo)體區(qū)（51及52、55及56）時(shí)，所述第一導(dǎo)電類型的多晶半導(dǎo)體區(qū)（51及52、55及56）中包含至少一個(gè)較重?fù)诫s的第一導(dǎo)電類型的多晶半導(dǎo)體區(qū)（51、55）和至少一個(gè)輕摻雜的第一導(dǎo)電類型的多晶半導(dǎo)體區(qū)（52、56），所述較重?fù)诫s的第一導(dǎo)電類型的多晶半導(dǎo)體區(qū)（51、55）至少部分與所述輕摻雜的第一導(dǎo)電類型的多晶半導(dǎo)體區(qū)（52、56）直接接觸；所述較重?fù)诫s的第一導(dǎo)電類型的多晶半導(dǎo)體區(qū)（51、55）上覆蓋有一個(gè)導(dǎo)體（61、65）形成具有歐姆接觸的電極，所述較重?fù)诫s的第一導(dǎo)電類型的多晶半導(dǎo)體區(qū)（51、55）上具有歐姆接觸的電極（61、65）是所述多晶半導(dǎo)體區(qū)（51及52、55及56）中的肖特基二極管的第一導(dǎo)電電極；所述輕摻雜的第一導(dǎo)電類型的多晶半導(dǎo)體區(qū)（52、56）上覆蓋有一個(gè)導(dǎo)體（62、66）形成具有肖特基接觸的電極，所述輕摻雜的第一導(dǎo)電類型的多晶半導(dǎo)體區(qū)（52、56）上具有肖特基接觸的電極（62、66）是所述多晶半導(dǎo)體區(qū)（51及52、55及56）中的肖特基二極管的第二導(dǎo)電電極；

所述多晶半導(dǎo)體區(qū)（51及52、53及54、55及56、57及58）是第二導(dǎo)電類型的多晶半導(dǎo)體區(qū)（53及54、57及58）時(shí)，所述第二導(dǎo)電類型的多晶半導(dǎo)體區(qū)（53及54、57及58）中包含至少一個(gè)較重?fù)诫s的第二導(dǎo)電類型的多晶半導(dǎo)體區(qū)（54、58）和至少一個(gè)輕摻雜的第二導(dǎo)電類型的多晶半導(dǎo)體區(qū)（53、57），所述較重?fù)诫s的第二導(dǎo)電類型的多晶半導(dǎo)體區(qū)（54、58）至少部分與所述輕摻雜的第二導(dǎo)電類型的多晶半導(dǎo)體區(qū)（53、57）直接接觸；所述較重?fù)诫s的第二導(dǎo)電類型的多晶半導(dǎo)體區(qū)（54、58）上覆蓋有一個(gè)導(dǎo)體（64、68）形成具有歐姆接觸的電極，所述較重?fù)诫s的第二導(dǎo)電類型的多晶半導(dǎo)體區(qū)（54、58）上具有歐姆接觸的電極（64、68）是所述多晶半導(dǎo)體區(qū)（53及54、57及58）中的肖特基二極管的第二導(dǎo)電電極；所述輕摻雜的第二導(dǎo)電類型的多晶半導(dǎo)體區(qū)（53、57）上覆蓋有一個(gè)導(dǎo)體（63、67）形成具有肖特基接觸的電極，所述輕摻雜的第二導(dǎo)電類型的多晶半導(dǎo)體區(qū)（53、57）上具有肖特基接觸的電極（63、67）是所述多晶半導(dǎo)體區(qū)（53及54、57及58）中的肖特基二極管的第一導(dǎo)電電極；

所述基區(qū)上（30）覆蓋有一個(gè)導(dǎo)體（4）形成具有歐姆接觸的基極（b），所述基極（b）通過導(dǎo)線與所述多晶半導(dǎo)體區(qū)（51及52、53及54、55及56、57及58）中的肖特基二極管的第二導(dǎo)電電極（62、64、66、68）相連接，所述發(fā)射極（e）通過導(dǎo)線與所述多晶半導(dǎo)體區(qū)（51及52、53及54、55及56、57及58）中的肖特基二極管的第一導(dǎo)電電極（61、63、65、67）相連接。

進(jìn)一步，所述基區(qū)（30）與發(fā)射極（e）之間的二極管是制作在一個(gè)多晶半導(dǎo)體區(qū)（71及72、73及74、75及76）中的pn二極管，所述多晶半導(dǎo)體區(qū)由第一種半導(dǎo)體材料構(gòu)成；

所述多晶半導(dǎo)體區(qū)（71及72、73及74、75及76）通過一個(gè)絕緣介質(zhì)層（91、92）與所述基區(qū)（30）、所述發(fā)射區(qū)（41）及所述漂移區(qū)（20）相隔離；所述多晶半導(dǎo)體區(qū)（71及72、73及74、75及76）可以是深入所述基區(qū)（30）或/和所述發(fā)射區(qū)（41）或/和所述漂移區(qū)（20）體內(nèi)的槽型結(jié)構(gòu)，也可以是位于所述基區(qū)（30）或/和所述發(fā)射區(qū)（41）或/和所述漂移區(qū)（20）表面的平面型結(jié)構(gòu)；所述多晶半導(dǎo)體區(qū)（71及72、73及74、75及76）中包含至少一個(gè)第一導(dǎo)電類型的多晶半導(dǎo)體區(qū)（71、73、75）和至少一個(gè)第二導(dǎo)電類型的多晶半導(dǎo)體區(qū)（72、74、76），所述第一導(dǎo)電類型的多晶半導(dǎo)體區(qū)（71、73、75）至少有部分與所述第二導(dǎo)電類型的多晶半導(dǎo)體區(qū)（72、74、76）直接接觸；

所述第一導(dǎo)電類型的多晶半導(dǎo)體區(qū)（71、73、75）上覆蓋有一個(gè)導(dǎo)體（81、83、85）形成具有歐姆接觸的電極，所述第一導(dǎo)電類型的多晶半導(dǎo)體區(qū)（71、73、75）上具有歐姆接觸的電極（81、83、85）是所述多晶半導(dǎo)體區(qū)（71及72、73及74、75及76）中的pn二極管的第一導(dǎo)電電極；所述第二導(dǎo)電類型的多晶半導(dǎo)體區(qū)（72、74、76）上覆蓋有一個(gè)導(dǎo)體（82、84、86）形成具有歐姆接觸的電極，所述第二導(dǎo)電類型的多晶半導(dǎo)體區(qū)（72、74、76）上具有歐姆接觸的電極（82、84、86）是所述多晶半導(dǎo)體區(qū)（71及72、73及74、75及76）中的pn二極管的第二導(dǎo)電電極；

所述基區(qū)（30）覆蓋有一個(gè)導(dǎo)體（4）形成具有歐姆接觸的基極（b），所述基極（b）通過導(dǎo)線與所述多晶半導(dǎo)體區(qū)（71及72、73及74、75及76）中的pn二極管的第二導(dǎo)電電極（82、84、86）相連接，所述發(fā)射極（e）通過導(dǎo)線與所述多晶半導(dǎo)體區(qū)（71及72、73及74、75及76）中的pn二極管的第一導(dǎo)電電極（81、83、85）相連接。

進(jìn)一步，所述基區(qū)（30）與發(fā)射極（e）之間的二極管是制作在所述基區(qū)（30）中的肖特基二極管；

所述基區(qū)（30）上覆蓋有一個(gè)導(dǎo)體（5）形成具有肖特基接觸的基極（b），所述基區(qū)（30）上具有肖特基接觸的基極（b）是所述基區(qū)中的肖特基二極管的第一導(dǎo)電電極；所述基極（b）通過導(dǎo)線與所述發(fā)射極（e）相連接。

進(jìn)一步，所述基區(qū)（30）與發(fā)射極（e）之間的二極管是制作在所述基區(qū)（30）中的pn二極管；

所述基區(qū)（30）中含有至少一個(gè)輕摻雜的第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)（59），所述基區(qū)（30）至少有部分與所述輕摻雜的第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)（59）直接接觸；所述基區(qū)（30）中的輕摻雜的第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)（59）是由第一種半導(dǎo)體材料構(gòu)成；所述基區(qū)（30）中的輕摻雜的第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)（59）上覆蓋有一個(gè)導(dǎo)體（60）形成具有肖特基接觸或歐姆接觸的基極（b），所述基極（b）是所述基區(qū)（30）中的pn二極管的第一導(dǎo)電電極；所述基極（b）通過導(dǎo)線與所述發(fā)射極（e）相連接。

進(jìn)一步，所述基區(qū)（30）與發(fā)射極（e）之間的二極管是制作在一個(gè)第二導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)（31）中的肖特基二極管，所述第二導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)（31）由第一種半導(dǎo)體材料構(gòu)成；

所述第二導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)（31）與所述漂移區(qū)（20）接觸并且通過一個(gè)槽型柵極結(jié)構(gòu)（由50和90構(gòu)成）或/和一個(gè)槽型絕緣介質(zhì)區(qū)（93）與所述基區(qū)（30）以及所述發(fā)射區(qū)（41）相隔離；所述第二導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)（31）中含有至少一個(gè)輕摻雜的第二導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)（32），所述第二導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)（31）至少有部分與所述輕摻雜的第二導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)（32）直接接觸；

所述輕摻雜的第二導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)（32）上覆蓋有一個(gè)導(dǎo)體（6）形成具有肖特基接觸的電極，所述輕摻雜的第二導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)（32）上具有肖特基接觸的電極（6）是所述第二導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)（32）中的肖特基二極管的第一導(dǎo)電電極；所述第二導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)（31）上覆蓋有一個(gè)導(dǎo)體（7）形成具有歐姆接觸的電極，所述第二導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)（31）上具有歐姆接觸的電極（7）是所述第二導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)（31）中的肖特基二極管的第二導(dǎo)電電極；

所述基區(qū)（30）上覆蓋有一個(gè)導(dǎo)體（4）形成具有歐姆接觸的基極（b）；所述基極（b）通過導(dǎo)線與所述第二導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)（31）中的肖特基二極管的第二導(dǎo)電電極（7）相連接，所述發(fā)射極（e）通過導(dǎo)線與所述第二導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)（31）中的肖特基二極管的第一導(dǎo)電電極（6）相連。

進(jìn)一步，所述基區(qū)（30）與發(fā)射極（e）之間的二極管是制作在一個(gè)第二導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)（33）中的pn二極管，所述第二導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)（33）由第一種半導(dǎo)體材料構(gòu)成；

所述第二導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)（33）與所述漂移區(qū)（20）接觸并且通過一個(gè)槽型柵極結(jié)構(gòu)（由50和90構(gòu)成）或/和一個(gè)槽型絕緣介質(zhì)區(qū)（93）與所述基區(qū)（30）以及所述發(fā)射區(qū)（41）相隔離；所述第二導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)（33）中含有至少一個(gè)輕摻雜的第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)（43），所述第二導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)（33）至少有部分與所述輕摻雜的第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)（43）直接接觸；

所述輕摻雜的第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)（43）上覆蓋有一個(gè)導(dǎo)體（8）形成具有肖特基接觸或歐姆接觸的電極，所述輕摻雜的第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)（43）上具有肖特基接觸或歐姆接觸的電極（8）是所述第二導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)（33）中的pn二極管的第一導(dǎo)電電極；所述第二導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)（33）上覆蓋有一個(gè)導(dǎo)體（9）形成具有歐姆接觸的電極，所述第二導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)（33）上具有歐姆接觸的電極（9）是所述第二導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)（33）中的pn二極管的第二導(dǎo)電電極；

所述基區(qū)（30）上覆蓋有一個(gè)導(dǎo)體（4）形成具有歐姆接觸的基極（b）；所述基極（b）通過導(dǎo)線與所述第二導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)（33）中的pn二極管的第二導(dǎo)電電極（9）相連接，所述發(fā)射極（e）通過導(dǎo)線與所述第二導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)（33）中的pn二極管的第一導(dǎo)電電極（8）相連。

進(jìn)一步，所述基區(qū)（30）與發(fā)射極（e）之間有兩個(gè)同向串聯(lián)的二極管（101和102）；所述兩個(gè)同向串聯(lián)的二極管中有一個(gè)二極管（101）與所述基區(qū)（30）相連接，另一個(gè)二極管（102）與所述發(fā)射極（e）相連接，所述與基區(qū)（30）相連的二極管（101）的第一導(dǎo)電電極通過導(dǎo)線與所述與發(fā)射極相連的二極管（102）的第二導(dǎo)電電極相連；

所述與基區(qū)（30）相連接的二極管是所述制作在基區(qū)（30）中的肖特基二極管或pn二極管時(shí)，所述與發(fā)射極（e）相連接的二極管可以是所述制作在多晶半導(dǎo)體區(qū)（51及52、53及54、55及56、57及58、71及72、73及74、75及76）中的肖特基二極管或pn二極管，還可以是所述制作在一個(gè)第二導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)（31、33）中的肖特基二極管或pn二極管；

所述與基區(qū)（30）相連接的二極管是所述制作在多晶半導(dǎo)體區(qū)（51及52、53及54、55及56、57及58、71及72、73及74、75及76）中的肖特基二極管或pn二極管時(shí)，所述與發(fā)射極相連接的二極管可以是另一個(gè)所述制作在多晶半導(dǎo)體區(qū)（51及52、53及54、55及56、57及58、71及72、73及74、75及76）中的肖特基二極管或pn二極管，還可以是所述制作在一個(gè)第二導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)（31、33）中的肖特基二極管或pn二極管；

所述與基區(qū)（30）相連接的二極管是所述制作在一個(gè)第二導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)（31、33）中的肖特基二極管或pn二極管時(shí)，所述與發(fā)射極相連接的二極管可以是所述制作在多晶半導(dǎo)體區(qū)（51及52、53及54、55及56、57及58、71及72、73及74、75及76）中的肖特基二極管或pn二極管，還可以是另一個(gè)所述制作在一個(gè)第二導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)（31、33）中的肖特基二極管或pn二極管。

進(jìn)一步，所述基區(qū)（30）與發(fā)射極（e）之間有兩個(gè)以上同向串聯(lián)的二極管（103）；所述兩個(gè)以上同向串聯(lián)的二極管（103）是由所述制作在基區(qū)（30）中的肖特基二極管或pn二極管、所述制作在多晶半導(dǎo)體區(qū)（51及52、53及54、55及56、57及58、71及72、73及74、75及76）中的肖特基二極管或pn二極管、所述制作在一個(gè)第二導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)（31、33）中的肖特基二極管或pn二極管中的至少一種二極管組成。

附圖說明

圖1:傳統(tǒng)npt型和pt或fs型平面柵igbt結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2:本發(fā)明的一種npt型平面柵igbt，其基區(qū)與發(fā)射極之間有一個(gè)二極管；

圖3:本發(fā)明的一種pt或fs型平面柵igbt，其基區(qū)與發(fā)射極之間有一個(gè)二極管；

圖4:本發(fā)明的又一種npt型和pt或fs型平面柵igbt，其基區(qū)與發(fā)射極之間有兩個(gè)同向串聯(lián)的二極管；

圖5:本發(fā)明的又一種npt型和pt或fs型平面柵igbt，其基區(qū)與發(fā)射極之間有兩個(gè)以上同向串聯(lián)的二極管；

圖6:本發(fā)明的又一種npt型和pt或fs型平面柵igbt，其基區(qū)與發(fā)射區(qū)之間有一個(gè)連接區(qū)；

圖7:根據(jù)圖2和圖3，本發(fā)明的一種npt型和pt或fs型槽柵igbt；

圖8:根據(jù)圖4，本發(fā)明的又一種npt型和pt或fs型槽柵igbt；

圖9:根據(jù)圖5，本發(fā)明的又一種npt型和pt或fs型槽柵igbt；

圖10:根據(jù)圖6，本發(fā)明的又一種npt型和pt或fs型槽柵igbt；

圖11:根據(jù)圖3，本發(fā)明的又一種pt或fs型槽柵igbt，其基區(qū)與發(fā)射極之間的二極管是制作在一個(gè)槽型n-poly區(qū)中的肖特基二極管；

圖12:根據(jù)圖3，本發(fā)明的又一種pt或fs型槽柵igbt，其基區(qū)與發(fā)射極之間的二極管是制作在一個(gè)槽型p-poly區(qū)中的肖特基二極管；

圖13:根據(jù)圖3，本發(fā)明的又一種pt或fs型槽柵igbt，其基區(qū)與發(fā)射極之間的二極管是制作在一個(gè)平面型n-poly區(qū)或p-poly區(qū)中的肖特基二極管；

圖14:根據(jù)圖2，本發(fā)明的又一種npt型槽柵igbt，其基區(qū)與發(fā)射極之間的二極管是制作在一個(gè)槽型n-poly區(qū)中的pn二極管；

圖15:根據(jù)圖3，本發(fā)明的又一種pt或fs型槽柵igbt，其基區(qū)與發(fā)射極之間的二極管是制作在一個(gè)槽型n-poly區(qū)中的pn二極管；

圖16:根據(jù)圖2，本發(fā)明的又一種npt型槽柵igbt，其基區(qū)與發(fā)射極之間的二極管是制作在一個(gè)槽型p-poly區(qū)中的pn二極管；

圖17:根據(jù)圖3，本發(fā)明的又一種pt或fs型槽柵igbt，其基區(qū)與發(fā)射極之間的二極管是制作在一個(gè)槽型p-poly區(qū)中的pn二極管；

圖18:根據(jù)圖2和圖3，本發(fā)明的又一種npt型和pt或fs型槽柵igbt，其基區(qū)與發(fā)射極之間的二極管是制作在一個(gè)平面型poly區(qū)中的pn二極管；

圖19:根據(jù)圖3，本發(fā)明的又一種pt或fs型槽柵igbt，其基區(qū)與發(fā)射極之間的二極管是制作在基區(qū)中的肖特基二極管或pn二極管；

圖20:根據(jù)圖3，本發(fā)明的又一種pt或fs型槽柵igbt，其基區(qū)與發(fā)射極之間的二極管是制作在一個(gè)被槽柵隔離的p區(qū)中的肖特基二極管；

圖21:根據(jù)圖3，本發(fā)明的又一種pt或fs型槽柵igbt，其基區(qū)與發(fā)射極之間的二極管是制作在一個(gè)被槽型介質(zhì)區(qū)隔離的p區(qū)中的肖特基二極管；

圖22:根據(jù)圖3，本發(fā)明的又一種pt或fs型槽柵igbt，其基區(qū)與發(fā)射極之間的二極管是制作在一個(gè)被槽柵隔離的p區(qū)中的pn二極管；

圖23:根據(jù)圖4，本發(fā)明的又一種pt或fs型槽柵igbt，與基區(qū)相連的二極管是制作在基區(qū)中的肖特基二極管，與發(fā)射極相連的二極管是制作在一個(gè)槽型n-poly區(qū)中的肖特基二極管；

圖24:根據(jù)圖4，本發(fā)明的又一種pt或fs型槽柵igbt，與基區(qū)相連的二極管是制作在基區(qū)中的肖特基二極管，與發(fā)射極相連的二極管是制作在一個(gè)槽型poly區(qū)中的pn二極管；

圖25:根據(jù)圖4，本發(fā)明的又一種pt或fs型槽柵igbt，與基區(qū)相連的二極管是制作在基區(qū)中的肖特基二極管，與發(fā)射極相連的二極管是制作在一個(gè)平面型poly區(qū)中的肖特基二極管或pn二極管；

圖26:根據(jù)圖4，本發(fā)明的又一種pt或fs型槽柵igbt，與基區(qū)相連的二極管是制作在基區(qū)中的肖特基二極管，與發(fā)射極相連的二極管是制作在一個(gè)與被槽柵隔離的p區(qū)中的肖特基二極管；

圖27:圖8中本發(fā)明的fs型槽柵igbt和圖1中傳統(tǒng)fs型槽柵igbt的i-v特性曲線；

圖28:圖8中本發(fā)明的fs型槽柵igbt和圖1中傳統(tǒng)fs型槽柵igbt的載流子濃度分布。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。

在圖1中，左邊的(a)圖給出的是傳統(tǒng)npt（nonpunchthrough，非穿通）型平面柵igbt結(jié)構(gòu)示意圖，右邊的(b)圖給出的是傳統(tǒng)pt（punchthrough，穿通）或fs（fieldstop，場截止）型槽柵igbt結(jié)構(gòu)示意圖，其中fs型igbt也稱為spt（softpunchtrough，軟穿通）型igbt或lpt）（lightpunchthrough，弱穿通）型igbt。通常，igbt按柵極結(jié)構(gòu)可以分為平面柵和槽柵，按集電區(qū)-漂移區(qū)結(jié)構(gòu)可以分為npt型、pt型和fs型。與平面柵igbt相比，槽柵igbt少了jfet區(qū)，因而元胞密度可以更大，導(dǎo)電能力可以更強(qiáng)。在最高耐壓下，npt型igbt的漂移區(qū)（n-區(qū)20）通常并不全部耗盡，而pt型或fs型igbt的漂移區(qū)（n-區(qū)20）通常全部耗盡。pt型igbt與fs型igbt的主要區(qū)別在于兩者的制造工藝有所不同，pt型igbt的制造是在以集電區(qū)（p區(qū)10）為襯底材料的基礎(chǔ)上外延緩沖區(qū)（n區(qū)21），然后再外延漂移區(qū)（n-區(qū)20），而fs型igbt是在以漂移區(qū)（n-區(qū)20）為襯底材料的基礎(chǔ)上分別用離子注入摻雜工藝形成緩沖區(qū)（n區(qū)21）和集電區(qū)（p區(qū)10）。從制造工藝的不同容易知道，pt型igbt的集電區(qū)（p區(qū)10）和緩沖區(qū)（n區(qū)21）通常會(huì)分別比fs型igbt的集電區(qū)（p區(qū)10）和緩沖區(qū)（n區(qū)21）更厚，摻雜劑量也會(huì)更高。

在圖1中，當(dāng)igbt正向?qū)〞r(shí)，基區(qū)（p-base區(qū)30）與漂移區(qū)（n-區(qū)20）形成的pn結(jié)為反偏，因而漂移區(qū)（n-區(qū)20）中少數(shù)載流子在靠近基區(qū)（p-base區(qū)30）附近的載流子濃度比較低，這一部分區(qū)域上會(huì)有較大的電壓降。本發(fā)明的主要目的是為了提高少數(shù)載流子在靠近基區(qū)（p-base區(qū)30）附近的存儲(chǔ)效果，從而降低igbt的導(dǎo)通壓降。

本發(fā)明的技術(shù)特征主要體現(xiàn)在發(fā)射區(qū)（n⁺區(qū)41）這一側(cè)，本發(fā)明的技術(shù)適用于npt型、pt型和fs型igbt中的任何一種，也適用于平面柵和槽柵igbt中的任何一種。

在圖2中，發(fā)射區(qū)（n⁺區(qū)41）采用的是具有比其它半導(dǎo)體區(qū)更高禁帶寬度的半導(dǎo)體材料。如果其它半導(dǎo)體區(qū)采用的是si材料，則發(fā)射區(qū)（n⁺區(qū)41）可以采用sic（3c-sic、4h-sic、6h-sic等）、gan、sicn、金剛石、gaas等禁帶寬度比si更高的半導(dǎo)體材料，發(fā)射區(qū)（n⁺區(qū)41）可以是單晶、多晶或非晶材料。發(fā)射區(qū)（n⁺區(qū)41）與基區(qū)（p-base區(qū)30）形成的異質(zhì)pn結(jié)的正向?qū)妷焊哂趕ipn結(jié)的正向?qū)妷海s為0.7v）和si肖特基結(jié)的正向?qū)妷海ㄍǔＰ∮?.7v）。在發(fā)射極（e）與基區(qū)（p-base區(qū)30）之間通過一個(gè)二極管（100）連接，二極管（100）可以集成與芯片內(nèi)部，也可以外接，可以是pn二極管、肖特基二極管、pn-肖特基復(fù)合型二極管（例如junctionbarrierschottky二極管、mergedpinschottky二極管）或其它類型的二極管。對于si二極管而言，導(dǎo)通電壓約0.7v或小于0.7v。在二極管100導(dǎo)通時(shí)，發(fā)射區(qū)（n⁺區(qū)41）與基區(qū)（p-base區(qū)30）形成的異質(zhì)pn結(jié)通常不會(huì)導(dǎo)通，因而電子電流仍受柵極（g）的控制。在正向?qū)〞r(shí)，電子電流是從發(fā)射極（e）進(jìn)入發(fā)射區(qū)（n⁺區(qū)41），經(jīng)過由柵極（g）控制的溝道進(jìn)入漂移區(qū)（n-區(qū)20），再進(jìn)入集電區(qū)（p區(qū)10）流向集電極（c）；空穴是從集電極（c）進(jìn)入集電區(qū)（p區(qū)10），再進(jìn)入漂移區(qū)（n-區(qū)20），被基區(qū)（p-base區(qū)30）收集并通過二極管100流向發(fā)射極（e）。在正向?qū)〞r(shí)，發(fā)射極（e）的電位為0v，如果二極管100的正向?qū)妷菏?.7v，則基區(qū)（p-base區(qū)30）的電位是0.7v；如果溝道上的壓降是0.1v，則漂移區(qū)（n-區(qū)20）頂部的電位是0.1v。這時(shí)，基區(qū)（p-base區(qū)30）和漂移區(qū)（n-區(qū)20）形成的pn結(jié)有0.6v的正向壓降，空穴進(jìn)入基區(qū)（p-base區(qū)30）變得更不容易，空穴在漂移區(qū)（n-區(qū)20）頂部的存儲(chǔ)效果也會(huì)變得更明顯，導(dǎo)通壓降也會(huì)降低。

在圖3中，與圖2的結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別在于，集電區(qū)（p區(qū)10）和漂移區(qū)（n-區(qū)20）之間有一個(gè)緩沖區(qū)（n區(qū)21）。

在圖4中，左邊的(a)圖與圖2的結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別在于，在發(fā)射極（e）與基區(qū)（p-base區(qū)30）之間通過兩個(gè)同向串聯(lián)的二極管（101和102）連接。兩個(gè)同向串聯(lián)的二極管（101和102）中的任意一個(gè)二極管都可以是pn二極管或肖特基二極管或pn-肖特基復(fù)合型二極管，兩個(gè)同向串聯(lián)的二極管（101和102）通路的正向?qū)妷盒∮诎l(fā)射區(qū)（n⁺區(qū)41）與基區(qū)（p-base區(qū)30）形成的異質(zhì)pn結(jié)的正向?qū)妷骸Ｔ趫D4中，右邊的(b)圖與左邊的(a)圖的結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別在于，集電區(qū)（p區(qū)10）和漂移區(qū)（n-區(qū)20）之間有一個(gè)緩沖區(qū)（n區(qū)21）。

在圖5中，與圖4中對應(yīng)結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別在于，在發(fā)射極（e）與基區(qū)（p-base區(qū)30）之間通過兩個(gè)以上同向串聯(lián)的二極管（103）連接。這里的兩個(gè)以上同向串聯(lián)的二極管（103）中的任意一個(gè)二極管都可以是pn二極管或肖特基二極管或pn-肖特基復(fù)合型二極管，這里的兩個(gè)以上同向串聯(lián)的二極管（103）通路的正向?qū)妷盒∮诎l(fā)射區(qū)（n⁺區(qū)41）與基區(qū)（p-base區(qū)30）形成的異質(zhì)pn結(jié)的正向?qū)妷骸?/p>

在圖6中，左邊的(a)圖與圖2的結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別在于，在發(fā)射區(qū)（e）與基區(qū)（p-base區(qū)30）之間還有一個(gè)連接區(qū)（n區(qū)42）。在圖6中，右邊的(b)圖與左邊的(a)圖的結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別在于，集電區(qū)（p區(qū)10）和漂移區(qū)（n-區(qū)20）之間有一個(gè)緩沖區(qū)（n區(qū)21）。

在圖7中，左邊的(a)圖與圖2的結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別在于，采用了槽柵結(jié)構(gòu)（由50和90組成）。槽柵結(jié)構(gòu)（由50和90組成）深入漂移區(qū)（n-區(qū)20）體內(nèi)，其導(dǎo)體區(qū)（50）的底部平面可以與基區(qū)（p-base區(qū)30）的底部平面持平，也可以低于基區(qū)（p-base區(qū)30）的底部平面。在圖7中，右邊的(b)圖與左邊的(a)圖的結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別在于，集電區(qū)（p區(qū)10）和漂移區(qū)（n-區(qū)20）之間有一個(gè)緩沖區(qū)（n區(qū)21）。

在圖8中，與圖4中對應(yīng)結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別在于，采用了槽柵結(jié)構(gòu)（由50和90組成）。

在圖9中，與圖5中對應(yīng)結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別在于，采用了槽柵結(jié)構(gòu)（由50和90組成）。

在圖10中，與圖6中對應(yīng)結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別在于，采用了槽柵結(jié)構(gòu)（由50和90組成）。

圖11給出的是發(fā)射極（e）與基區(qū)（p-base區(qū)30）之間的二極管集成在芯片內(nèi)部的一種情形，二極管是制作在槽型n-poly區(qū)中的肖特基二極管，n-poly區(qū)通過一個(gè)絕緣層91與其它區(qū)域隔離。n-poly區(qū)由n區(qū)（51）和n-區(qū)（52）組成，導(dǎo)體（61）與n區(qū)（51）接觸形成歐姆接觸，導(dǎo)體（62）與n-區(qū)（52）接觸形成肖特基接觸，導(dǎo)體（62）是肖特基二極管的陽極，導(dǎo)體（61）是肖特基二極管的陰極。導(dǎo)體（4）與基區(qū)（p-base區(qū)30）接觸形成歐姆接觸電極（基極b），基極（b）通過導(dǎo)線與肖特基二極管的陽極（導(dǎo)體62）連接，發(fā)射極（e）通過導(dǎo)線與肖特基二極管的陰極（導(dǎo)體61）連接。

在圖12中，與圖11的結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別在于，發(fā)射極（e）與基區(qū)（p-base區(qū)30）之間的二極管是制作在槽型p-poly區(qū)中的肖特基二極管。

在圖13中，左邊的(a)圖與圖11的結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別在于，發(fā)射極（e）與基區(qū)（p-base區(qū)30）之間的二極管是制作在平面型n-poly區(qū)中的肖特基二極管。在圖13中，右邊的(b)圖與圖12的結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別在于，發(fā)射極（e）與基區(qū)（p-base區(qū)30）之間的二極管是制作在平面型p-poly區(qū)中的肖特基二極管。

圖14給出的是發(fā)射極（e）與基區(qū)（p-base區(qū)30）之間的二極管集成在芯片內(nèi)部的又一種情形，二極管是制作在槽型poly區(qū)中的pn二極管，poly區(qū)通過一個(gè)絕緣層91與其它區(qū)域隔離。poly區(qū)由n區(qū)（71）和p區(qū)（72）組成，p區(qū)（72）被n區(qū)（71）包圍，導(dǎo)體（81）與n區(qū)（71）接觸形成歐姆接觸，導(dǎo)體（82）與p區(qū)（72）接觸形成歐姆接觸，導(dǎo)體（82）是pn二極管的陽極，導(dǎo)體（81）是pn二極管的陰極。導(dǎo)體（4）與基區(qū)（p-base區(qū)30）接觸形成歐姆接觸電極（基極b），基極（b）通過導(dǎo)線與pn二極管的陽極（導(dǎo)體82）連接，發(fā)射極e通過導(dǎo)線與pn二極管的陰極（導(dǎo)體81）連接。

在圖15中，與圖14的結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別在于，集電區(qū)（p區(qū)10）和漂移區(qū)（n-區(qū)20）之間還可以有一個(gè)緩沖區(qū)（n區(qū)21）。

在圖16中，與圖14的結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別在于，在poly區(qū)中的pn二極管結(jié)構(gòu)是n區(qū)（73）被p區(qū)（74）包圍。

在圖17中，與圖16的結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別在于，集電區(qū)（p區(qū)10）和漂移區(qū)（n-區(qū)20）之間還可以有一個(gè)緩沖區(qū)（n區(qū)21）。

在圖18中，左邊的(a)圖與圖15的結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別在于，發(fā)射極（e）與基區(qū)（p-base區(qū)30）之間的二極管是制作在平面型poly區(qū)中的pn二極管。在圖18中，右邊的(b)圖與左邊的(a)圖的結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別在于，集電區(qū)（p區(qū)10）和漂移區(qū)（n-區(qū)20）之間有一個(gè)緩沖區(qū)（n區(qū)21）。

圖19給出的是發(fā)射極（e）與基區(qū)（p-base區(qū)30）之間的二極管集成在芯片內(nèi)部的又一種情形，二極管是制作基區(qū)（p-base區(qū)30）中的肖特基二極管或pn二極管。在圖19中的左邊的(a)圖中，導(dǎo)體（5）與基區(qū)（p-base區(qū)30）接觸形成肖特基接觸電極（基極b），導(dǎo)體（5）是肖特基二極管的陰極，發(fā)射極（e）通過導(dǎo)線與肖特基二極管的陰極（導(dǎo)體5）連接。在圖19中的右邊的(b)圖中，在基區(qū)（p-base區(qū)30）中有一個(gè)n-區(qū)（59），導(dǎo)體（60）與n-區(qū)（59）接觸形成肖特基接觸或歐姆接觸，導(dǎo)體（60）是pn二極管的陰極，發(fā)射極（e）通過導(dǎo)線與肖特基二極管的陰極（導(dǎo)體60）連接。需要補(bǔ)充說明的是，當(dāng)n-區(qū)（59）上是肖特基接觸時(shí)，pn結(jié)導(dǎo)通的條件是需要n-區(qū)（59）發(fā)生穿通；另外，由于n-區(qū)（59）的摻雜劑量遠(yuǎn)小于基區(qū)（p-base區(qū)30）的摻雜劑量，在pn結(jié)導(dǎo)通的時(shí)候幾乎很少有電子注入到基區(qū)（p-base區(qū)30）。

圖20給出的是發(fā)射極（e）與基區(qū)（p-base區(qū)30）之間的二極管集成在芯片內(nèi)部的又一種情形，二極管是制作一個(gè)通過槽柵結(jié)構(gòu)與基區(qū)（p-base區(qū)30）隔離中p區(qū)（31）的肖特基二極管。在p區(qū)（31）中有一個(gè)p-區(qū)（32），導(dǎo)體（6）與p-區(qū)（32）接觸形成肖特基接觸，導(dǎo)體（7）與p區(qū)（31）接觸形成歐姆接觸。導(dǎo)體（7）是肖特基二極管的陽極，導(dǎo)體（6）是肖特基二極管的陰極，導(dǎo)體（4）與基區(qū)（p-base區(qū)30）接觸形成歐姆接觸電極（基極b），基極（b）通過導(dǎo)線與肖特基二極管的陽極（導(dǎo)體7）連接，發(fā)射極（e）通過導(dǎo)線與肖特基二極管的陰極（導(dǎo)體6）連接。

圖21中，與圖20的結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別在于，p區(qū)（31）通過一個(gè)絕緣介質(zhì)區(qū)（93）與柵極結(jié)構(gòu)（由50和90構(gòu)成）及基區(qū)（p-base區(qū)30）隔離。

圖22給出的是發(fā)射極（e）與基區(qū)（p-base區(qū)30）之間的二極管集成在芯片內(nèi)部的又一種情形，二極管是制作一個(gè)通過槽柵結(jié)構(gòu)與基區(qū)（p-base區(qū)30）隔離的p區(qū)（33）中的pn二極管。在p區(qū)（33）中有一個(gè)n-區(qū)（43），導(dǎo)體（8）與n-區(qū)（43）接觸形成肖特基接觸或歐姆接觸，導(dǎo)體（9）與p區(qū)（33）接觸形成歐姆接觸。導(dǎo)體（9）是pn二極管的陽極，導(dǎo)體（8）是pn二極管的陰極。導(dǎo)體（4）與基區(qū)（p-base區(qū)30）接觸形成歐姆接觸電極（基極b），基極（b）通過導(dǎo)線與pn二極管的陽極（導(dǎo)體9）連接，發(fā)射極（e）通過導(dǎo)線與肖特基二極管的陰極（導(dǎo)體8）連接。

圖23給出的是發(fā)射極（e）與基區(qū)（p-base區(qū)30）之間的兩個(gè)同向串聯(lián)的二極管集成在芯片內(nèi)部的一種情形，第一個(gè)二極管是制作基區(qū)（p-base區(qū)30）中的肖特基二極管，第二個(gè)二極管是制作在槽型poly區(qū)中的肖特基二極管。導(dǎo)體（5）與基區(qū)（p-base區(qū)30）接觸形成肖特基接觸電極（基極b），基極（b）是第一個(gè)二極管的陰極。poly區(qū)中由一個(gè)n區(qū)（51）和一個(gè)n-區(qū)（52）構(gòu)成，導(dǎo)體（61）與n區(qū)（51）形成歐姆接觸，導(dǎo)體（62）與n-區(qū)（52）形成肖特基接觸，導(dǎo)體（61）是第二個(gè)二極管的陰極，導(dǎo)體（62）是第二個(gè)二極管的陽極。第一個(gè)二極管的陰極（基極b或?qū)w5）通過導(dǎo)線與第二個(gè)二極管的陽極（導(dǎo)體62）相連，發(fā)射極（e）通過導(dǎo)線與第二個(gè)二極管的陰極（導(dǎo)體61）相連。

在圖24中，與圖23的結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別在于，第二個(gè)二極管是制作在槽型poly區(qū)中的pn二極管。

在圖25中，左邊的(a)圖與圖23的結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別在于，第二個(gè)二極管是制作在平面型poly區(qū)中的肖特基二極管。在圖25中，右邊的(b)圖與圖24的結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別在于，第二個(gè)二極管是制作在平面型poly區(qū)中的pn二極管。

在圖26中，與圖23的結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別在于，第二個(gè)二極管是制作在一個(gè)通過槽柵結(jié)構(gòu)與基區(qū)（p-base區(qū)30）隔離的p區(qū)（31）中的肖特基二極管。

為了說明本發(fā)明的igbt相對于傳統(tǒng)igbt（圖1）的優(yōu)越性，這里以圖8中的fs型槽柵igbt結(jié)構(gòu)（圖8中的(b)圖）為例與圖1中的傳統(tǒng)fs型槽柵igbt（圖1中的(b)圖）做數(shù)值仿真計(jì)算的對比。數(shù)值仿真采用的是medici仿真軟件。仿真中的設(shè)置如下，圖1結(jié)構(gòu)采用的是si材料，圖8結(jié)構(gòu)也主要采用的是si材料，只是發(fā)射區(qū)（n⁺區(qū)41）采用的是3c-sic材料，仿真采用的是半個(gè)元胞（結(jié)構(gòu)圖的中心對稱軸的右邊部分），電子和空穴的少子壽命均為50μs，半個(gè)元胞的寬度是5μm，導(dǎo)體區(qū)（50）采用的是n-poly，其寬度和厚度分別為1.9μm和2.9μm，絕緣層（90）采用的是sio2，其厚度為0.1μm，基區(qū)（p-base區(qū)30）的寬度、厚度和摻雜濃度分別為3μm、2.5μm和3×10¹⁷cm^-3，發(fā)射區(qū)（n⁺區(qū)41和n⁺區(qū)40）的寬度、厚度和摻雜濃度分別為0.8μm、1μm和2×10¹⁹cm^-3，漂移區(qū)（n-區(qū)20）的厚度和摻雜濃度分別為300μm和2×10¹³cm^-3，緩沖區(qū)（n區(qū)21）的厚度和摻雜濃度分別為2μm和1×10¹⁶cm^-3，集電區(qū)（p區(qū)10）的厚度和摻雜濃度分別為1μm和5×10¹⁸cm^-3。圖8中的(b)圖的發(fā)射極（e）與基區(qū)（p-base區(qū)30）之間的兩個(gè)二極管在100a/cm²下的導(dǎo)通電壓均為0.41v。仿真得到圖1中的傳統(tǒng)fs型槽柵igbt的擊穿電壓為3320v，圖8中本發(fā)明的fs型槽柵igbt的擊穿電壓為3315v，兩者幾乎相同。

圖27給出的是圖8中本發(fā)明的fs型槽柵igbt和圖1中傳統(tǒng)fs型槽柵igbt的正向?qū)?i>i-v曲線，兩者施加的柵壓均為15v。從圖中可以看到，在100a/cm²下，圖8中本發(fā)明的槽柵igbt的導(dǎo)通壓降為1.56v，比圖1中傳統(tǒng)槽柵igbt的導(dǎo)通壓降（1.75v）低約0.2v，這是一個(gè)不小的改進(jìn)。

圖28給出的是在1.6v導(dǎo)通電壓下圖8本發(fā)明的fs型槽柵igbt和圖1中傳統(tǒng)fs型槽柵igbt的漂移區(qū)（n-區(qū)20）中的空穴濃度沿著結(jié)構(gòu)圖的右邊界上的分布。從圖中可以看出，圖8中本發(fā)明的fs型槽柵igbt的載流子在靠近基區(qū)（p-base區(qū)30）附近的存儲(chǔ)效果明顯比圖1中傳統(tǒng)fs型槽柵igbt中更強(qiáng)，這也是圖8中本發(fā)明的fs型槽柵igbt的導(dǎo)通壓降比圖1中傳統(tǒng)fs型槽柵igbt的導(dǎo)通壓降更低的原因。

以上對本發(fā)明做了許多實(shí)施例說明，其所述的n型半導(dǎo)體材料可看作是第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體材料，而p型半導(dǎo)體材料可看作是第二導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體材料，二極管的陰極可看做是二極管的第一導(dǎo)電電極，而二極管的陽極可看做是二極管的第二導(dǎo)電電極。顯然，根據(jù)本發(fā)明的原理，實(shí)施例中的n型與p型以及第一導(dǎo)電電極與第二導(dǎo)電電極均可以相互對調(diào)而不影響本發(fā)明的內(nèi)容。對于熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，還可以在本發(fā)明的思想下得到其它許多實(shí)施例而不超出本發(fā)明的權(quán)利要求。