本实用新型专利技术公开了一种分流器结构型横向沟槽电极绝缘栅双极型晶体管，包括由氧化膜形成的p型衬底；在所述p型衬底上形成的n-漂移区；在所述n-漂移区上形成两个阳极、一个阴极和一个栅极；在所述两个阳极之间形成的p+漂移区和n+缓冲区，在所述阳极和阴极之间形成的p+分流器结构；在所述阴极和栅极之间构成n+阴极区、p+阴极区和p-基区。本实用新型专利技术公开的分流器结构型横向沟槽电极绝缘栅双极型晶体管，加大了闩锁电流密度，使击穿电压高出现有的通用横向沟槽绝缘栅双极型晶体管的击穿电压，并可使用更高的电流密度和正向电压，获得更好的效果。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及半导体器件
，具体涉及一种分流器结构型横向沟槽电极绝缘栅双极型晶体管。
技术介绍
图1是现有的横向沟槽绝缘栅双极型晶体管结构图，由于电极为沟槽结构，因此可实现小型化，这还形成n+阴极、p+阳极键合以及p+分流器区，这是因为沟槽-氧化膜有效地发挥光掩膜作用的结果。而且，由于器件上电场集中在沟槽-氧化膜层，不仅能实现小型化，而且即使有p+分流器，也具有较高的阻断电压。由于这种横向绝缘栅双极型晶体管因电导调制，其正向压降小，输入阻抗大，因此是一个非常适合用于智能（smart）电源集成电路的器件，但横向绝缘栅双极型晶体管因其结构而存在由p+阳极、n-漂移层、p-基区、n+阴极构成的寄生晶闸管。此外，当横向绝缘栅双极型晶体管正常工作时，上述的寄生晶闸管不工作，但当电流达到一定值以上时，寄生晶闸管就会导通，这就是闩锁效应的特性。若发生上述闩锁效应，横向绝缘栅双极型晶体管会丧失MOS栅的控制能力，因此闩锁效应是限制横向绝缘栅双极型晶体管的电流控制能力，并决定安全工作区的核心要素之一。为了有效地改善如此重要的闩锁效应，曾有过关于沟槽结构型横向绝缘栅双极型晶体管的技术。然而，随着普通的横向沟槽绝缘栅双极型晶体管尺寸缩小，包括闩锁电流密度的电特性会变差，因此围绕由p-基区的空穴电流导致电压骤降和闩锁效应提升的问题进行了多次研究。而具有p+分流器结构的横向沟槽电极绝缘栅双极型晶体管则存在随着n-漂移层减少，正向阻断电压大幅降低的结构性缺陷。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述缺陷，本技术公开了一种分流器结构型横向沟槽电极绝缘栅双极型晶体管，加大了闩锁电流密度，使击穿电压高出现有的通用横向沟槽绝缘栅双极型晶体管的击穿电压，并可使用更高的电流密度和正向电压，获得更好的效果。本技术的技术方案如下：一种分流器结构型横向沟槽电极绝缘栅双极型晶体管，包括由氧化膜形成的p型衬底；在所述p型衬底上形成的n-漂移区；在所述n-漂移区上形成两个阳极、一个阴极和一个栅极；在所述两个阳极之间形成的p+漂移区和n+缓冲区，在所述阳极和阴极之间形成的p+分流器结构；在所述阴极和栅极之间构成n+阴极区、p+阴极区和p-基区。本技术公开的分流器结构型横向沟槽电极绝缘栅双极型晶体管拥有两条电流路径，其中一条如上述现有技术图1所示，与现有的横向沟槽绝缘栅双极型晶体管之路径相同，在正向运作模式中，阳极pn键合会导通，并往晶体管的n-漂移区注入空穴；此外，空穴中一部分从n-漂移区不经过p-基区而直接流入p+阴极区。而另一条电流路径是，流向p+分流器区，电子电流诱导空穴电流，使其空穴电流不经过n+阴极背面的p+阴极区，而经过p+分流器区，接触阴极，而这一电流与闩锁效应毫不相干；p+分流器结构型横向沟槽电极绝缘栅双极型晶体管结构，因为空穴电流经过p+分流器区和n+阴极区背面的p+阴极区，并直接到达阴极，因此可提高抗闩锁性能。附图说明图1是现有的横向沟槽绝缘栅双极型晶体管结构图；图2是本技术在一实施例中的结构示意图；图3是本技术实施例的分流器结构型横向沟槽电极绝缘栅双极型晶体管和现有的横向沟槽绝缘栅双极型晶体管的I-V特性曲线图；图4是本技术的优选实施例的分流器结构型横向沟槽电极绝缘栅双极型晶体管和现有的横向沟槽绝缘栅双极型晶体管的霍尔电流流向图；图5是本技术的优选实施例的分流器结构型横向沟槽电极绝缘栅双极型晶体管和现有的横向沟槽绝缘栅双极型晶体管的正向击穿特性图；图6是本技术的优选实施例的分流器结构型横向沟槽电极绝缘栅双极型晶体管和现有的横向沟槽绝缘栅双极型晶体管的关断特性图。具体实施方式下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细阐述。如图2所示，本技术公开的分流器结构型横向沟槽电极绝缘栅双极型晶体管，包括由氧化膜形成的p型衬底9；在所述p型衬底上形成的n-漂移区10；在所述n-漂移区上形成两个阳极1、一个阴极2和一个栅极3；在所述两个阳极1之间形成的p+漂移区5和n+缓冲区4，在所述阳极1和阴极2之间形成的p+分流器区6；在所述阴极2和栅极3之间构成n+阴极区8、p+阴极区7和p-基区，从而使分流器结构型横向沟槽电极绝缘栅双极型晶体管拥有两条电流路径，其中一条与图1所示的现有的横向沟槽绝缘栅双极型晶体管之路径相同，在正向运作模式中，阳极pn键合会导通，并往晶体管的n-漂移区注入空穴；此外，就本技术的分流器结构型横向沟槽电极绝缘栅双极型晶体管的作用而言，空穴中一部分从n-漂移区10不经过p-基区而直接流入p+阴极区7，而另一条电流路径是，流向p+分流器区6，电子电流诱导空穴电流，使其空穴电流不经过n+阴极背面的p+阴极区，而经过p+分流器区，接触阴极，而这一电流与闩锁效应毫不相干。图3是本技术的优选实施例的分流器结构型横向沟槽电极绝缘栅双极型晶体管和现有的横向沟槽绝缘栅双极型晶体管的电流-电压（I-V）特性图，从阳极电阻区转向阴极电阻区的地点就是发生闩锁效应的地点，如图中比较所示，现有的横向沟槽绝缘栅双极型晶体管和本技术的分流器结构型横向沟槽电极绝缘栅双极型晶体管的闩锁电流密度各为540A/和1453A/，因此，本技术的结构具有比现有的横向沟槽绝缘栅双极型晶体管，其闩锁电流密度高2.7倍的良好特性，而且p+分流器结构型横向沟槽电极绝缘栅双极型晶体管结构，因为空穴电流经过p+分流器区和n+阴极区背面的p+阴极区，并直接到达阴极，因此可提高抗闩锁性能。图4是优选实施例的分流器结构型横向沟槽电极绝缘栅双极型晶体管和现有的横向沟槽绝缘栅双极型晶体管的霍尔电流流向图，阐述了在导通状态下器件的空穴电流矢量，可确认从p+阳极往n-漂移区注入的空穴，一部分空穴从n-漂移层流入p+阴极层，另一部分则从n-漂移层流入p+分流器区；此外，阴极（2）不发生闩锁效应并收集流入p+阴极和p+分流器区的空穴，因此会发现很多空穴集中在n+阴极层背面和p+分流器区；与此相反，在现有的横向沟槽绝缘栅双极型晶体管，很多空穴经过p-基区层流入阴极（2），证明了上述图3的特性。图5是优选实施例的分流器结构型横向沟槽电极绝缘栅双极型晶体管和现有的横向沟槽绝缘栅双极型晶体管的正向击穿特性图，具有规定器件的特性之一，即正向阻止特性，就一般而言，若n-漂移层的长度因p+分流器区而缩小，正向阻断电压会大幅降低；鉴于此，过去本无法制作具有p+分流器的横向沟槽绝缘栅双极型晶体管，但在本技术具有p-分流器的横向沟槽绝缘栅双极型晶体管，电极采用了沟槽形式，因此在器件内部若电场集中在沟槽-氧化膜层，穿通击穿现象会较晚出现。与同样大小的器件相比较，现有的横向沟槽绝缘栅双极型晶体管的正向阻断电压为105V以下，本技术结构的正向阻断电压约为140V，从中可知，本技术的p+分流器结构型横向沟槽电极绝缘栅双极型晶体管的正向阻断电压比现有的横向沟槽绝缘栅双极型晶体管的正向阻断电压提高了1.3倍左右。图6是优选实施例的分流器结构型横向沟本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种分流器结构型横向沟槽电极绝缘栅双极型晶体管，其特征在于：包括由氧化膜形成的p型衬底；在所述p型衬底上形成的n‑漂移区；在所述n‑漂移区上形成两个阳极、一个阴极和一个栅极；在所述两个阳极之间形成的p+漂移区和n+缓冲区，在所述阳极和阴极之间形成的p+分流器结构；在所述阴极和栅极之间构成n+阴极区、p+阴极区和p‑基区。
【技术特征摘要】
1.一种分流器结构型横向沟槽电极绝缘栅双极型晶体管，其特征在于：包括由氧化膜形成的p型衬底；在所述p型衬底上形成的n-漂移区；在所述n-漂移区上形成两个阳极、一个阴极和一个栅极；在所述两个阳极之间形成的p+漂移区和n+缓冲区，在所述阳极和...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵喜高，
申请(专利权)人：深圳市可易亚半导体科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。