一种具有载流子存储层的薄SOI LIGBT器件制造技术

本发明专利技术属于功率半导体技术领域，具体涉及一种具有载流子存储层的薄SOI LIGBT。本发明专利技术主要特征在于：采用两个槽栅和一个平面栅结构，且在两个槽栅之间、平面栅下方引入载流子存储层。正向导通时，槽栅侧壁阻挡空穴通路，起到注入增强的效果，降低器件的正向导通压降；同时，N型载流子存储层起到阻挡空穴的作用，促进电子注入漂移区，增强电导调制效应，进一步降低正向导通压降。在正向阻断时，槽栅起到耗尽载流子存储层的作用，使得器件在存储层高浓度下仍可维持高耐压。本发明专利技术的有益效果为，相对于传统LIGBT结构，本发明专利技术具有更低的正向导通压降、更快的关断速度和更低的关断损耗。

A thin SOI LIGBT device with carrier storage layer

The invention belongs to the field of power semiconductor technology, in particular to a carrier storage layer of thin SOI LIGBT. The main features of the invention are as follows: two slot grids and a plane grid structure are adopted, and the carrier storage layer is introduced between the two grooves and the plane grids. Forward conduction, slot gate sidewall hole blocking pathway to inject enhanced effect, reduce the voltage drop of the positive guide device; at the same time, the carrier storage layer to N type hole blocking effect, promote the electron drift region, enhance the conductivity modulation effect, further reducing the forward conduction voltage drop. In the forward block, the grooved gate plays the role of depleted carrier storage, making the device maintain high pressure at the high concentration of the storage layer. The beneficial effect of the invention is that compared with the traditional LIGBT structure, the invention has lower forward conduction voltage drop, faster turn off speed and lower turn off loss.

【技术实现步骤摘要】
一种具有载流子存储层的薄SOILIGBT器件
本专利技术属于功率半导体
，涉及一种具有载流子存储层的薄SOILIGBT(LateralInsulatedGateBipolarTransistor，横向绝缘栅双极型晶体管)。
技术介绍
LIGBT是一种由横向场效应晶体管和双极型晶体管混合而成的结构，它兼具MOSFET输入阻抗高和驱动简单的优点，以及BJT器件电流密度高和低导通压降的优势，已成为现代电力电子电路应用中的核心电子元器件之一。SOILIGBT与标准CMOS电路兼容，广泛应用在高压集成电路中。其中一种运用是在三相单片集成逆变器中，用来驱动直流无刷电机。研究者做了许多工作，但这些工作主要集中在厚顶层硅上，对薄顶层硅的关注较少。相比厚顶层硅，薄顶层硅在隔离和集成上的工艺难度更小，成本更低。同时，薄的顶层硅厚度有利于关断时间的降低。但是，由于表面复合的存在降低了漂移区内的电导调制效率，薄顶层硅的SOILIGBT存在电流能力小和正向导通压降大的问题。
技术实现思路
芯片的尺寸及功耗主要取决于SOILIGBT的电流能力和正向导通压降。为了提升薄SOILIGBT的电流能力，本专利技术提出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有载流子存储层的薄SOI LIGBT器件，包括自下而上依次层叠设置的衬底层(1)、介质埋层(2)和顶部半导体层；沿器件横向方向，所述的顶部半导体层从一侧到另一侧依次具有阴极结构、槽栅结构、N型半导体漂移区(4)和阳极结构；所述阴极结构包括沿器件垂直方向贯穿顶部半导体层的P型阱区(3)和P型重掺杂区(5)，P型阱区(3)和P型重掺杂区(5)相互接触且P型阱区(3)位于靠N型半导体漂移区(4)的一侧；在P型阱区(3)的上层具有N型重掺杂区(6)；所述P型重掺杂区(5)和P型阱区(3)的底部与埋氧层(2)接触；所述P型重掺杂区(5)和N型重掺杂区(6)上表面引出阴极；所述器件横向方向和器件垂直...

【技术特征摘要】
1.一种具有载流子存储层的薄SOILIGBT器件，包括自下而上依次层叠设置的衬底层(1)、介质埋层(2)和顶部半导体层；沿器件横向方向，所述的顶部半导体层从一侧到另一侧依次具有阴极结构、槽栅结构、N型半导体漂移区(4)和阳极结构；所述阴极结构包括沿器件垂直方向贯穿顶部半导体层的P型阱区(3)和P型重掺杂区(5)，P型阱区(3)和P型重掺杂区(5)相互接触且P型阱区(3)位于靠N型半导体漂移区(4)的一侧；在P型阱区(3)的上层具有N型重掺杂区(6)；所述P型重掺杂区(5)和P型阱区(3)的底部与埋氧层(2)接触；所述P型重掺杂区(5)和N型重掺杂区(6)上表面引出阴极；所述器件横向方向和器件垂直方向相互垂直；所述阴极结构与N型半导体漂移区(4)之间沿器件纵向方向有间断分布的槽栅；所述槽栅由第一导电材料(7)及其四周的第一绝缘介质(8)构成；P型阱区(3)一部分伸入所述槽栅之间，在P型阱区(3)靠近N型半导体漂移区(4)的一侧具有沿器件垂直方向贯穿顶部半导体层的N型载流子存储层(11)，N型载流子存储层(11)位于槽栅之间且与N型半导体漂移区(4)接触；所述间断分布的槽栅之间的区域表面覆盖平面栅结构；所述平面栅结构包括第二绝缘介质(10)和覆盖在第二绝缘介质(10)之上的第一导电材料(9)；所述平面栅结构一侧与N型重掺杂区(6)表面接触，覆盖P型阱区(3)和N型载流子存...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗小蓉，杨洋，孙涛，魏杰，邓高强，黄琳华，刘庆，赵哲言，曹厚华，孙燕，
申请(专利权)人：电子科技大学，电子科技大学广东电子信息工程研究院，
类型：发明
国别省市：四川,51