具有载流子存储区的LIGBT制造技术

本发明专利技术公开了一种具有载流子存储区的LIGBT。所述LIGBT包括N型漂移区；所述N型漂移区包括N型硅条；所述N型硅条包括载流子存储区；所述载流子存储区掺杂有氢离子。本发明专利技术的LIGBT的N型漂移区包括N型硅条，并且该N型硅条包括掺杂有氢离子的载流子存储区，从而该载流子存储区既可以表现为空穴阻挡层，在LIGBT正向导通时，能够降低饱和压降Vcesat，也可以表现为复合中心，在LIGBT关断时，能够缩短少子的寿命，从而能够缩短关断时间。

LIGBT with carrier store

【技术实现步骤摘要】
具有载流子存储区的LIGBT
本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种具有载流子存储区的LIGBT。
技术介绍
LIGBT(LateralInsulatedGateBipolarTransistor，横向绝缘栅双极型晶体管)综合了BJT(BipolarJunctionTransistor，双极型三极管)和横向功率MOSFET(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor，金氧半场效晶体管)的优点，兼有高输入阻抗和低导通压降两方面的优点，在各种功率集成电路领域得到广泛的应用。LIGBT导通时由于其漂移区的电导调制效应，可以获得较低的饱和压降。但是在LIGBT关断时，由于其漂移区内存储了大量的少数载流子(少子)，从而导致LIGBT关断时间较长。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中LIGBT关断时间较长的缺陷，提供一种兼顾关断时间和饱和压降的具有载流子存储区的LIGBT。本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题：一种具有载流子存储区的LIGBT，其特点在于：所述LIGBT包括N型漂移区；所述N型漂移区包括N型硅条；所述N型硅条包括载流子存储区；所述载流子存储区掺杂有氢离子。较佳地，所述N型硅条平行于所述LIGBT的沟道长度方向。较佳地，所述N型漂移区还包括P型硅条，所述P型硅条与所述N型硅条间隔设置。较佳地，所述P型硅条平行于所述LIGBT的沟道长度方向。较佳地，所述氢离子经由离子注入、扩散、蒸发、溅射中任一种方式掺杂到所述载流子存储区。较佳地，所述N型漂移区在平行于所述LIGBT的沟道长度方向的一端包括P阱，所述P阱包括N型重掺杂区。较佳地，所述P阱掺杂有铝离子和/或镓离子。较佳地，所述铝离子和/或镓离子经由离子注入、扩散、蒸发、溅射中任一种方式掺杂到所述P阱。较佳地，所述P阱还掺杂有硼离子。较佳地，所述载流子存储区还掺杂有磷离子。本专利技术的积极进步效果在于：本专利技术的LIGBT的N型漂移区包括N型硅条，并且该N型硅条包括掺杂有氢离子的载流子存储区，从而该载流子存储区既可以表现为空穴阻挡层，在LIGBT正向导通时，能够降低饱和压降Vcesat，也可以表现为复合中心，在LIGBT关断时，能够缩短少子的寿命，从而能够缩短关断时间。附图说明图1为根据本专利技术实施例1的具有载流子存储区的LIGBT的结构示意图。图2为根据本专利技术实施例3的具有载流子存储区的LIGBT的结构示意图。具体实施方式下面通过实施例的方式进一步说明本专利技术，但并不因此将本专利技术限制在所述的实施例范围之中。实施例1本实施例提供一种具有载流子存储区的LIGBT，图1示出了本实施例的结构示意图。参见图1，本实施例的LIGBT从下至上依次包括衬底1、埋氧层2、N型漂移区3、以及位于N型漂移区3一端的P阱4、位于P阱4上方的N型重掺杂区5、位于P阱4和N型重掺杂区5上方的发射极6、位于P阱4上方的栅介质层7、位于栅介质层7上方的栅极8、位于N型漂移区3另一端的N型缓冲区9、位于N型缓冲区9上方的P型重掺杂区10、位于P型重掺杂区10上方的集电极11。其中，N型漂移区3包括平行于LIGBT的沟道长度方向的N型硅条12，N型硅条12包括载流子存储区13，并且该载流子存储区13可以经由但不限于离子注入、扩散、蒸发、溅射的方式而掺杂有氢离子，从而载流子存储区13中空穴浓度较高。在本实施例中，载流子存储区13还可以经由但不限于离子注入、扩散、蒸发、溅射的方式而掺杂有磷离子。在本实施例中，可以根据实际应用自定义设置N型硅条12、载流子存储区13的个数，以及氢离子掺杂的浓度和深度。在本实施例中，当LIGBT正向导通时，高浓度的载流子存储区13可以起到阻挡空穴的作用，使得N型漂移区3靠近载流子存储区13的一侧空穴浓度提高，并且基于电中性原理，使得更多的电子注入到N型漂移区3中，增强了电导调制效应，降低了N型漂移区的电阻，相应地，也就降低了饱和压降Vcesat。在本实施例中，当LIGBT关断时，由于载流子存储区13的能级处在禁带中较深的位置，也即靠近禁带中央，有利于形成复合中心，从而能够促使电子和空穴成对消失。又有，载流子存储区13附近浓度较高，从而形成的高浓度的复合中心更加有效，能够进一步缩短少子的寿命，缩短LIGBT的关断时间。本实施例的LIGBT的N型漂移区包括N型硅条，并且该N型硅条包括掺杂有氢离子的载流子存储区，从而该载流子存储区既可以表现为空穴阻挡层，在LIGBT正向导通时，能够降低饱和压降Vcesat，也可以表现为复合中心，在LIGBT关断时，能够缩短少子的寿命，从而能够缩短关断时间。实施例2本实施例提供的具有载流子存储区的LIGBT是对实施例1的进一步改进，在本实施例中，LIGBT的P阱4中可以经由但不限于离子注入、扩散、蒸发、溅射的方式而掺杂有铝离子和/或镓离子，其中，铝离子和/或镓离子掺杂的浓度和深度可以根据实际应用自定义设置。在本实施例中，P阱4还可以经由但不限于离子注入、扩散、蒸发、溅射的方式而掺杂有硼离子。在本实施例中，由于铝、镓的扩散系数大，扩散温度低，且扩散速度快，其形成的PN结是渐变结而非突变结，从而击穿电压较高，本实施例的LIGBT的可靠性更高。实施例3本实施例提供的具有载流子存储区的LIGBT是对实施例1的进一步改进，图2示出了本实施例的结构示意图。参见图2，本实施例较之实施例1的改进在于，本实施例LIGBT的N型漂移区3还包括平行于LIGBT的沟道长度方向、且与N型硅条12间隔的P型硅条14，形成了超结LIGBT。其中，可以根据实际应用自定义设置P型硅条14的个数。本实施例的超结LIGBT的N型漂移区包括N型硅条，并且该N型硅条包括掺杂有氢离子的载流子存储区，从而该载流子存储区既可以表现为空穴阻挡层，在超结LIGBT正向导通时，能够降低饱和压降Vcesat，也可以表现为复合中心，在超结LIGBT关断时，能够缩短少子的寿命，从而能够缩短关断时间。实施例4本实施例提供的具有载流子存储区的LIGBT是对实施例3的进一步改进，在本实施例中，超结LIGBT的P阱4中可以经由但不限于离子注入、扩散、蒸发、溅射的方式而掺杂有铝离子和/或镓离子，其中，铝离子和/或镓离子掺杂的浓度和深度可以根据实际应用自定义设置。在本实施例中，P阱4还可以经由但不限于离子注入、扩散、蒸发、溅射的方式而掺杂有硼离子。在本实施例中，由于铝、镓的扩散系数大，扩散温度低，且扩散速度快，其形成的PN结是渐变结而非突变结，从而击穿电压较高，本实施例的超结LIGBT的可靠性更高。虽然以上描述了本专利技术的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本专利技术的保本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有载流子存储区的LIGBT，其特征在于：/n所述LIGBT包括N型漂移区；/n所述N型漂移区包括N型硅条；/n所述N型硅条包括载流子存储区；/n所述载流子存储区掺杂有氢离子。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有载流子存储区的LIGBT，其特征在于：
所述LIGBT包括N型漂移区；
所述N型漂移区包括N型硅条；
所述N型硅条包括载流子存储区；
所述载流子存储区掺杂有氢离子。


2.如权利要求1所述的具有载流子存储区的LIGBT，其特征在于，所述N型硅条平行于所述LIGBT的沟道长度方向。


3.如权利要求1所述的具有载流子存储区的LIGBT，其特征在于，所述N型漂移区还包括P型硅条，所述P型硅条与所述N型硅条间隔设置。


4.如权利要求3所述的具有载流子存储区的LIGBT，其特征在于，所述P型硅条平行于所述LIGBT的沟道长度方向。


5.如权利要求1所述的具有载流子存储区的LIGBT，其特征在于，所述氢离子经由离子注入、扩散、蒸...

【专利技术属性】
技术研发人员：王学良，刘建华，郎金荣，闵亚能，
申请(专利权)人：上海先进半导体制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31