一種介質隔離與結隔離相結合的ligbt器件的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種介質隔離與結隔離相結合的LIGBT器件，屬于電子技術領域。
【背景技術】
[0002]橫向絕緣柵雙極晶體管LIGBT (Lateral Insulator Gate Bipolar Transistor)是MOS柵器件結構與雙極晶體管結構相結合而成的復合型功率器件，具有高輸入阻抗和低導通壓降的特點。和LDMOS不同的是LIGBT是一種雙極型器件，導通時不僅有電子電流，陽極P+會向漂移區(qū)注入空穴產(chǎn)生電子電流，這就造成關斷時間變長。通常降低關斷時間的陽極短路結構可以在器件關斷時提供一個電子的抽取通道，但是導通時有一個由LDMOS模式向LIGBT模式轉變的過程，因此帶來負阻效應，影響器件的穩(wěn)定性。介質隔離LIGBT可以抑制負阻效應，但是因為介質槽深度，寬度的要求會使器件的尺寸變大。陽極P+、N+分離的結構也可以抑制負阻效應，但是同樣由于兩者之間的距離使器件整體尺寸變大。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]為解決上述技術問題，本實用新型的目的在于提供一種基于介質隔離與結隔離相結合的LIGBT器件。
[0004]為了解決上述技術問題所提出的技術方案是:一種介質隔離與結隔離相結合的LIGBT器件，在硅襯底I上具有埋氧層2 ;埋氧層上具有漂移區(qū)3 ;漂移區(qū)一側為陰極區(qū)，一側為陽極區(qū)；在P體區(qū)4中依次為陰極重摻雜P+區(qū)5、陰極重摻雜N+區(qū)6 ;陽極P+區(qū)8下輕摻雜N緩沖區(qū)7，陽極重摻雜N+區(qū)11下輕摻雜P緩沖區(qū)10，P緩沖區(qū)10不完全包圍陽極重摻雜N+區(qū)11，空隙距離為d，陽極P+區(qū)8和N+區(qū)11之間用二氧化硅介質9隔離；器件上部依次為陰極12、柵極13、陽極15 ;陰極重摻雜N+區(qū)6、漂移區(qū)3之間，P體區(qū)4的上端為溝道16 ;柵極13橫跨陰極重摻雜N+區(qū)6、溝道16、漂移區(qū)3上方，中間有較薄的氧化層14隔離；所述硅襯底1、漂移區(qū)3、陰極重摻雜N+區(qū)6、N緩沖區(qū)7、陽極重摻雜N+區(qū)11為N型；陰極P體區(qū)4、陰極重摻雜P+區(qū)5、陽極重摻雜P+區(qū)8、輕摻雜P緩沖區(qū)10為P型。
[0005]優(yōu)選的，所述硅襯底I為SOI硅襯底。
[0006]優(yōu)選的，所述陽極區(qū)空隙距離d可調(diào)。
[0007]本實用新型的有益效果是:
[0008]與現(xiàn)有技術相比一方面介質9的深度和寬度的要求降低，減小了器件的尺寸和設計難度，另一方面P緩沖區(qū)10相對N+區(qū)11提供了一個勢皇，減弱了導通時的LDMOS模式，抑制負阻效應，隨著空隙d的減小，負阻效應消除。但是關斷時依然存在電子抽取通道，使關斷時間降低。
【附圖說明】
[0009]下面結合附圖對本實用新型的作進一步說明。
[0010]圖1.普通短路LIGBT剖面示意圖；
[0011]圖2.介質隔離LIGBT器件的剖面示意圖；
[0012]圖3.陽極分離LIGBT器件的剖面示意圖；
[0013]圖4.介質隔離和結隔離相結合LIGBT器件的剖面示意圖；
【具體實施方式】
[0014]下面對本實用新型的【具體實施方式】作進一步的詳細描述。
[0015]如附圖4所示，基于介質隔離與結隔離相結合的LIGBT器件，在硅襯底I上具有埋氧層2 ;埋氧層上具有漂移區(qū)3 ;漂移區(qū)一側為陰極區(qū)，一側為陽極區(qū)；在？體區(qū)4中依次為陰極重摻雜P+區(qū)5、陰極重摻雜N+區(qū)6 ;陽極P+區(qū)8下輕摻雜N緩沖區(qū)7，陽極重摻雜N+區(qū)11下輕摻雜P緩沖區(qū)10，P緩沖區(qū)10不完全包圍陽極重摻雜N+區(qū)11，空隙距離為d，d可調(diào)。陽極P+區(qū)8和N+區(qū)11之間用二氧化硅介質9隔離；器件上部依次為陰極12、柵極13、陽極15 ;陰極重摻雜N+區(qū)6、漂移區(qū)3之間，P體區(qū)4的上端為溝道16 ;柵極13橫跨陰極重摻雜N+區(qū)6、溝道16、漂移區(qū)3上方，中間有較薄的氧化層14隔離；所述硅襯底1、漂移區(qū)3、陰極重摻雜N+區(qū)6、N緩沖區(qū)7、陽極重摻雜N+區(qū)11為N型；陰極P體區(qū)4、陰極重摻雜P+區(qū)5、陽極重摻雜P+區(qū)8、輕摻雜P緩沖區(qū)10為P型。
[0016]與普通的陽極短路LIGBT相比較，本實用新型創(chuàng)新之處在于陽極區(qū)的改變，普通陽極短路結構中，如圖1所示，陽極N緩沖區(qū)包圍P+、N+，且二者相連。本實用新型結構只有陽極P+下有N緩沖區(qū)，陽極N+下是不完全包圍N+的P緩沖區(qū)，并且N+、P+之間用介質隔離。
[0017]該結構的優(yōu)勢體現(xiàn)在當LIGBT導通且電流較小時，由于P緩沖區(qū)產(chǎn)生的勢皇的存在，電子電流由陽極N+下方的空隙流向N+，弱化了 LDMOS模式。電流逐漸增大，直到陽極PN結導通，進而發(fā)生電導調(diào)制，陽極P+向漂移區(qū)注入空穴，器件進入LIGBT模式。在由LDMOS模式向LIGBT模式轉變的過程是漸變的，不再像普通LIGBT —樣突然轉變，因此可以消除負阻效應；另外器件關斷時，陽極N+可以通過空隙對電子進行抽取，保證了關斷速度，降低開關損耗。
[0018]該結構的優(yōu)勢還體現(xiàn)于在消除負阻效應的目標下介質隔離LIGBT，如圖2所示，對氧化槽的深度和寬度要求比較大，陽極分離LIGBT，如圖3所示，陽極區(qū)N+和P+之間同樣需要很大的距離，本結構與之相比由于有陽極N+下方的P緩沖區(qū)對電子提供勢皇，使導通時電子繞過P緩沖區(qū)從右側空隙進入漂移區(qū)，所以氧化槽的深度、寬度要求相對小得多，在同等P+和N+寬度的情況下器件橫向尺寸更小，因此可以節(jié)約面積和成本。
[0019]與常規(guī)陽極短路LIGBT相比此結構在降低關斷時間的基礎上消除了負阻效應；與介質隔離LIGBT和陽極分離LIGBT相比，此結構器件尺寸更小利于集成和節(jié)省成本。
[0020]上述實施例中的結構、步驟、數(shù)值等均為示意，在不違反本實用新型思想的前提下，本領域的一般技術人員可以進行同等替換，也可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種介質隔離與結隔離相結合的LIGBT器件，其特征是:在硅襯底(I)上具有埋氧層(2);埋氧層上具有漂移區(qū)(3);漂移區(qū)一側為陰極區(qū)，一側為陽極區(qū)；在？體區(qū)(4)中依次為陰極重摻雜P+區(qū)(5)、陰極重摻雜N+區(qū)(6);陽極P+區(qū)⑶下輕摻雜N緩沖區(qū)(7)，陽極重摻雜N+區(qū)(11)下輕摻雜P緩沖區(qū)(10)，P緩沖區(qū)(10)不完全包圍陽極重摻雜N+區(qū)(11)，空隙距離為d，陽極P+區(qū)⑶和N+區(qū)(11)之間用二氧化硅介質(9)隔離；器件上部依次為陰極(12)、柵極(13)、陽極(15);陰極重摻雜N+區(qū)(6)、漂移區(qū)(3)之間，P體區(qū)⑷的上端為溝道(16);柵極(13)橫跨陰極重摻雜N+區(qū)(6)、溝道(16)、漂移區(qū)(3)上方，中間有較薄的氧化層(14)隔離；所述硅襯底(1)、漂移區(qū)(3)、陰極重摻雜N+區(qū)(6)、N緩沖區(qū)(7)、陽極重摻雜N+區(qū)(11)為N型；陰極P體區(qū)(4)、陰極重摻雜P+區(qū)(5)、陽極重摻雜P+區(qū)⑶、輕摻雜P緩沖區(qū)(10)為P型。
2.根據(jù)權利要求1所述的介質隔離與結隔離相結合的LIGBT器件，其特征在于:所述硅襯底⑴為SOI硅襯底。
3.根據(jù)權利要求2所述的介質隔離與結隔離相結合的LIGBT器件，其特征在于:所述陽極區(qū)空隙距離d可調(diào)。
【專利摘要】本實用新型涉及一種介質隔離與結隔離相結合的LIGBT器件，屬于電子技術領域。該LIGBT器件將常規(guī)短路LIGBT的陽極區(qū)采用介質隔離與結隔離相結合的結構：陽極N+和P+之間用介質隔離，N+下面采用結隔離。這種新型的介質隔離與結隔離相結合的結構一方面在保證器件較少的關斷時間的基礎上，在導通時可以消除器件的負阻效應，提高器件的性能和穩(wěn)定性,另外一方面也可以減小器件的尺寸面積。
【IPC分類】H01L21-331, H01L29-06, H01L29-739
【公開號】CN204375755
【申請?zhí)枴緾N201520104941
【發(fā)明人】劉雪松, 成建兵, 俞露露, 陳旭東, 郭厚東, 滕國兵
【申請人】南京郵電大學
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年2月12日