创新带超低导通压降的双电极沟道存储 trench BJT

本文档介绍了一种创新的新型钳位沟道存储双极晶体管（Carrier Stored Trench Bipolar Transistor, CSTBT），其在低栅极-源极电压（on-state voltage）和饱和电流方面表现出显著的改进。这种设计的关键在于在沟道下方引入了一个P层区域，它通过两个集成的串联二极管与阴极电极相连。在截止状态下，大部分的反向电压由P层/漂移区结承担，这使得储存载流子层的掺杂浓度与击穿电压独立，从而解决了传统CSTBT中固有的栅极-源极电压与击穿电压之间性能折衷的问题。 传统的CSTBT在实现低栅极-源极电压的同时，可能会面临饱和电流增加的挑战，因为较高的反向电压会促使载流子更容易穿透到基区。然而，这种新型设计通过利用P层作为电压分压器，有效地分散了外部反向电压，降低了栅极-源极电压对载流子迁移的影响。这种方法减少了在高电压下由于载流子积累导致的饱和电流，因此提升了器件的整体效率和稳定性。 此外，文档还提到，在沟道区域的NMOS晶体管部分，这种设计有助于优化器件的性能，例如通过减少漏极-源极电压（drain-to-source voltage），进一步改善了电路的功耗和开关速度。由于这些改进，新型的钳位沟道存储双极晶体管在高压、高速应用中具有巨大的潜力，如电力电子设备和高性能集成电路中，有望成为未来高性能半导体技术的重要组成部分。 这篇论文的核心贡献是提出了一种创新的CSTBT结构，通过巧妙地利用P层来优化器件性能，成功地解决了传统CSTBT在栅极-源极电压和饱和电流方面的挑战，为高效、低损耗的电力电子器件提供了新的可能。