一種陽極抬高的ligbt器件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種陽極抬高的LIGBT器件，屬于電子技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]橫向絕緣柵雙極晶體管LIGBT (Lateral Insulator Gate Bipolar Transistor)是MOS柵器件結(jié)構(gòu)與雙極晶體管結(jié)構(gòu)相結(jié)合而成的復(fù)合型功率器件，具有高輸入阻抗和低導(dǎo)通壓降的特點(diǎn)。和LDMOS不同的是LIGBT是一種雙極型器件，導(dǎo)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(guān)斷時間變長。通常降低關(guān)斷時間的陽極短路結(jié)構(gòu)可以在器件關(guān)斷時提供一個電子的抽取通道，但是導(dǎo)通時有一個由LDMOS模式向LIGBT模式轉(zhuǎn)變的過程，因此帶來負(fù)阻效應(yīng)，影響器件的穩(wěn)定性。介質(zhì)隔離LIGBT可以抑制負(fù)阻效應(yīng)，但是因?yàn)榻橘|(zhì)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(jié)構(gòu)也可以抑制負(fù)阻效應(yīng)，但是同樣由于兩者之間的距離使器件整體尺寸變大。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型解決的技術(shù)問題是:提出一種在保證器件較少的關(guān)斷時間的基礎(chǔ)上，在導(dǎo)通時可以消除器件的負(fù)阻效應(yīng)，提高器件的性能和穩(wěn)定性，同時可以減小器件的橫向尺寸面積的陽極抬高的LIGBT器件。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題所提出的技術(shù)方案是:一種陽極抬高的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(cè)為陰極區(qū)，一側(cè)為陽極區(qū)；在卩體區(qū)4中依次為陰極重?fù)诫sP+區(qū)5、陰極重?fù)诫sN+區(qū)6 ;陽極P+區(qū)8下輕摻雜N緩沖區(qū)I,陽極重?fù)诫sN+區(qū)11抬高，抬高部分10高度為d，陽極P+區(qū)8和N+區(qū)11之間用二氧化硅介質(zhì)9隔離；器件上部依次為陰極12、柵極13、陽極15、陽極16 ;陰極重?fù)诫sN+區(qū)6、漂移區(qū)3之間，P體區(qū)4的上端為溝道17 ;柵極13橫跨陰極重?fù)诫sN+區(qū)6、溝道17、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?fù)诫sN+區(qū)6、N緩沖區(qū)7、陽極重?fù)诫sN+區(qū)11為N型；陰極P體區(qū)4、陰極重?fù)诫sP+區(qū)5、陽極重?fù)诫sP+區(qū)8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N+抬高的高度d可調(diào)。
[0007]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0008]本實(shí)用新型將常規(guī)短路LIGBT的陽極區(qū)的N+抬高，并且將陽極N+和陽極P+之間用介質(zhì)隔離。與現(xiàn)有技術(shù)相比一方面介質(zhì)9的深度和寬度的要求降低，減小了器件的橫向尺寸，另一方面陽極N+抬高改變了導(dǎo)通時電子的流通路徑，增大了電子從陽極重?fù)诫sN+區(qū)11到陽極重?fù)诫sP+區(qū)8的距離，使得器件能夠更早的進(jìn)入LIGBT模式，抑制負(fù)阻效應(yīng)，隨著高度d的增加，對負(fù)阻效應(yīng)的抑制作用也增強(qiáng)，提高器件的性能和穩(wěn)定性；而且關(guān)斷時依然存在電子抽取通道，使關(guān)斷時間降低。
【附圖說明】
[0009]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的作進(jìn)一步說明。
[0010]圖1是普通短路LIGBT剖面示意圖；
[0011]圖2是介質(zhì)隔離LIGBT器件的剖面示意圖；
[0012]圖3是陽極分離LIGBT器件的剖面示意圖；
[0013]圖4是陽極N+抬高的LIGBT器件的剖面示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0015]如附圖4所示，基于介質(zhì)隔離與結(jié)隔離相結(jié)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(cè)為陰極區(qū)，一側(cè)為陽極區(qū)；在？體區(qū)4中依次為陰極重?fù)诫sP+區(qū)5、陰極重?fù)诫sN+區(qū)6 ;陽極P+區(qū)8下輕摻雜N緩沖區(qū)7，陽極重?fù)诫sN+區(qū)11抬高，抬高部分10的高度為d，陽極P+區(qū)8和N+區(qū)11之間用二氧化硅介質(zhì)9隔離；器件上部依次為陰極12、柵極13、陽極15、陽極16 ;陰極重?fù)诫sN+區(qū)6、漂移區(qū)3之間，P體區(qū)4的上端為溝道17 ;柵極13橫跨陰極重?fù)诫sN+區(qū)6、溝道17、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?fù)诫sN+區(qū)6、N緩沖區(qū)7、陽極重?fù)诫sN+區(qū)11為N型；陰極P體區(qū)4、陰極重?fù)诫sP+區(qū)5、陽極重?fù)诫sP+區(qū)8為P型。
[0016]與普通的陽極短路LIGBT相比較，本實(shí)用新型創(chuàng)新之處在于陽極區(qū)的改變，普通陽極短路結(jié)構(gòu)中，如圖1所示，陽極N緩沖區(qū)包圍P+、N+，且二者相連。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)陽極N+抬高，并且N+、P+之間用介質(zhì)隔離。
[0017]該實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢體現(xiàn)在當(dāng)LIGBT導(dǎo)通時，由于陽極N+抬高，電子電流的路徑改變，電流從陽極N+繞過介質(zhì)流向陽極P+的距離增加，陽極P+和N緩沖區(qū)之間的節(jié)點(diǎn)電壓升高，使器件能夠更早的進(jìn)入LIGBT模式，因此可以抑制負(fù)阻效應(yīng)；另外器件關(guān)斷時，因?yàn)槠骷匀粚儆诙搪方Y(jié)構(gòu)，陽極N+可以對電子進(jìn)行抽取，保證了關(guān)斷速度，降低開關(guān)損耗。
[0018]該實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢還體現(xiàn)于在消除負(fù)阻效應(yīng)的目標(biāo)下介質(zhì)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(jié)構(gòu)與之相比由于有陽極N+抬高，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。
[0019]與常規(guī)陽極短路LIGBT相比此結(jié)構(gòu)在降低關(guān)斷時間的基礎(chǔ)上消除了負(fù)阻效應(yīng)；與介質(zhì)隔離LIGBT和陽極分離LIGBT相比，此結(jié)構(gòu)器件橫向尺寸更小利于集成和節(jié)省成本。
[0020]上述實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)、步驟、數(shù)值等均為示意，在不違反本實(shí)用新型思想的前提下，本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可以進(jìn)行同等替換，也可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種陽極抬高的LIGBT器件，其特征在于: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(cè)為陰極區(qū)，一側(cè)為陽極區(qū)；在P體區(qū)(4)中依次為陰極重?fù)诫sP+區(qū)(5)、陰極重?fù)诫sN+區(qū)(6);陽極P+區(qū)⑶下輕摻雜N緩沖區(qū)(7)，陽極重?fù)诫sN+區(qū)(11)抬高，抬高部分(10)高度為d，陽極P+區(qū)⑶和N+區(qū)(11)之間用二氧化硅介質(zhì)(9)隔離；器件上部依次為陰極(12)、柵極(13)、陽極(15)、陽極(16);陰極重?fù)诫sN+區(qū)(6)、漂移區(qū)⑶之間，P體區(qū)⑷的上端為溝道(17);柵極(13)橫跨陰極重?fù)诫sN+區(qū)(6)、溝道(17)、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?fù)诫sN+區(qū)(6)、N緩沖區(qū)(7)、陽極重?fù)诫sN+區(qū)(11)為N型；陰極P體區(qū)(4)、陰極重?fù)诫sP+區(qū)(5)、陽極重?fù)诫sP+區(qū)⑶為P型。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陽極抬高的LIGBT器件，其特征在于:所述硅襯底(I)為SOI硅襯底。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的陽極抬高的LIGBT器件，其特征在于:所述陽極N+抬高，高度d可調(diào)。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種陽極抬高的LIGBT器件，屬于電子技術(shù)領(lǐng)域。該LIGBT器件將常規(guī)短路LIGBT的陽極區(qū)的N+抬高，并且將陽極N+和陽極P+之間用介質(zhì)隔離。這種新型的陽極N+抬高的結(jié)構(gòu)一方面在保證器件較少的關(guān)斷時間的基礎(chǔ)上，在導(dǎo)通時可以消除器件的負(fù)阻效應(yīng)，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橫向尺寸面積。
【IPC分類】H01L29/739, H01L29/08
【公開號】CN204680673
【申請?zhí)枴緾N201520370037
【發(fā)明人】成建兵, 劉雪松, 俞露露, 陳旭東, 郭厚東, 滕國兵
【申請人】南京郵電大學(xué)
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年6月1日