一种具有多沟槽的LIGBT器件制造技术

本发明专利技术涉及一种具有多沟槽的LIGBT器件，属于功率半导体技术领域。本发明专利技术提供的一种具有多沟槽的LIGBT器件，通过沟槽刻蚀改变第二导电类型体区形貌，实现体区均匀分布的掺杂，可以改善第一导电类型漂移区与第二导电类型体区接触的结的形貌，以此来优化漂移区与体区接触区域的电场分布，提高器件的反向阻断电压以及过电流能力，同时也可以减小芯片面积。

【技术实现步骤摘要】
一种具有多沟槽的LIGBT器件
本专利技术属于功率半导体
，具体涉及一种具有多沟槽的LIGBT器件。
技术介绍
横向绝缘栅晶体管(LateralInsulatedGateBipolarTransistor，简称LIGBT)，是由金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-SemiconductorFieldEffectTransistor，简称MOSFET)和双极型晶体管(BipolarJunctionTransistor，简称BJT)组成的复合型功率半导体器件，结合了MOSFET高输入阻抗和BJT电导调制的特点。其具有导通电压低、驱动功耗低、电流能力强、耐压特性高、热稳定性好和可集成性等优点，广泛应用于汽车电子、开关电源、平板显示和电机驱动等智能功率集成电路中。然而，现有技术中的LIGBT，如图1所示，由于其中的第二导电类型体区存在扩散分布不均匀的问题，从而减小了整个器件的过电流能力和击穿电压。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术存在的问题，提供一种具有多沟槽的LIGBT器件。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种具有多沟槽的LIGBT器件，包括第二导电类型衬底，第一导电类型漂移区，第二导电类型体区，高掺杂第二导电类型体接触区，第一导电类型发射区，第二导电类型集电区，介质层，发射极，平面栅结构和集电极；所述第一导电类型漂移区位于所述第二导电类型衬底上；所述第二导电类型体区位于所述第一导电类型漂移区中，且位于所述第二导电类型衬底上；所述高掺杂第二导电类型体接触区和第一导电类型发射区侧面相互接触的位于所述第二导电类型体区的顶层远离所述第一导电类型漂移区的一侧；所述第二导电类型集电区位于所述第一导电类型漂移区的顶层中远离所述第二导电类型体区的一侧；所述发射极位于所述高掺杂第二导电类型体接触区和第一导电类型发射区的第一部分上；所述平面栅结构位于所述第一导电类型发射区的第二部分、所述第二导电类型体区和部分所述第一导电类型漂移区上；所述集电极位于所述第二导电类型集电区上；所述介质层位于发射极，平面栅结构和集电极之间的所述第一导电类型漂移区上；还包括第二导电类型多晶硅沟槽区，多个所述第二导电类型多晶硅沟槽区相互间隔的位于所述第二导电类型体区中，且位于所述高掺杂第二导电类型体接触区和第一导电类型发射区之下，所述第二导电类型体区由所述第二导电类型多晶硅沟槽区扩散形成。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。进一步的，所述平面栅结构包括所述栅氧化层和位于其上的多晶硅栅电极。进一步的，所述介质层为二氧化硅。进一步的，制备工艺过程中，通过改变光刻版，调整多个第二导电类型多晶硅沟槽区的横向宽度、纵向长度、间距或者沟槽的数目。进一步的，所述第一导电类型为N型，所述第二导电类型为P型。进一步的，所述第一导电类型为P型，所述第二导电类型为N型。本专利技术的有益效果是：本专利技术的一种具有多沟槽的LIGBT器件，采用沟槽工艺制作第二导电类型体区，使体区掺杂浓度分布近似于均匀分布，使得通过漂移区的电场线能够有更多的终结在第二导电类型体区，可以改善第一导电类型漂移区与第二导电类型体区接触的结的形貌，以此来优化漂移区与体区接触区域的电场分布，增加整个器件的过电流能力和击穿电压，同时也可以减小芯片面积。附图说明图1为传统的LIGBT的结构示意图；图2为本专利技术实施例的一种具有多沟槽的LIGBT器件的第一结构示意图；图3为本专利技术实施例的一种具有多沟槽的LIGBT器件的第二结构示意图。附图中，各标号所代表的部件列表如下：201、第二导电类型衬底，202、第一导电类型漂移区，203、第二导电类型体区，204、高掺杂第二导电类型体接触区，205、第一导电类型发射区，206、第二导电类型集电区，207、栅氧化层，208、介质层，209、发射极，210、多晶硅栅电极，211、集电极，212、第二导电类型多晶硅沟槽区，301-1至301-N为多个第二导电类型多晶硅沟槽区的每个沟槽的横向宽度，403-1至403-N-1为多个第二导电类型多晶硅沟槽区中相邻沟槽的间距，其中N为正整数。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。如图2所示，本专利技术第一实施例提供的一种具有多沟槽的LIGBT器件，包括第二导电类型衬底201，第一导电类型漂移区202，第二导电类型体区203，高掺杂第二导电类型体接触区204，第一导电类型发射区205，第二导电类型集电区206，介质层208，发射极209，平面栅结构和集电极211；所述第一导电类型漂移区202位于所述第二导电类型衬底201上；所述第二导电类型体区203位于所述第一导电类型漂移区202中，且位于所述第二导电类型衬底201上；所述高掺杂第二导电类型体接触区204和第一导电类型发射区205侧面相互接触的位于所述第二导电类型体区203的顶层远离所述第一导电类型漂移区202的一侧；所述第二导电类型集电区206位于所述第一导电类型漂移区202的顶层中远离所述第二导电类型体区203的一侧；所述发射极209位于所述高掺杂第二导电类型体接触区204和第一导电类型发射区205的第一部分上；所述平面栅结构位于所述第一导电类型发射区205的第二部分、所述第二导电类型体区203和部分所述第一导电类型漂移区202上；所述集电极211位于所述第二导电类型集电区206上；所述介质层208位于发射极209，平面栅结构和集电极211之间的所述第一导电类型漂移区202上；还包括第二导电类型多晶硅沟槽区212，多个所述第二导电类型多晶硅沟槽区212相互间隔的位于所述第二导电类型体区203中，且位于所述高掺杂第二导电类型体接触区204和第一导电类型发射区205之下，所述第二导电类型体区203由所述第二导电类型多晶硅沟槽区212扩散形成。上述实施例中，所述第一导电类型可以为N型，所述第二导电类型可以为P型。所述第二导电类型多晶硅沟槽区212由沟槽刻蚀形成，且沟槽内由第二导电类型多晶硅填充，优选地，多个所述第二导电类型多晶硅沟槽区212的纵向长度一致，多个所述第二导电类型多晶硅沟槽区212中，相邻沟槽的间距相同；所述第二导电类型体区203优选由第二导电类型多晶硅沟槽区212高温退火扩散形成。以N型LIGBT为例，说明本专利技术的工作原理：本专利技术提供的一种具有多沟槽的LIGBT器件，通过在N型漂移区202中刻蚀形成多个沟槽，并在沟槽中填充P型多晶硅，形成P型多晶硅沟槽区212，然后通过高温退火扩散形成P型体区203，使得通过漂移区的电场线能够有更多的终结在P型体区203，从而提升器件的整体过电流能力。当外加在多晶硅栅电极210上的正偏电压超过阈值电压时，多晶硅栅电极210下方的P型体区203表面发生反型并形成沟道，N型发射区205中电子通过沟道进入N型漂移本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有多沟槽的LIGBT器件，包括第二导电类型衬底(201)，第一导电类型漂移区(202)，第二导电类型体区(203)，高掺杂第二导电类型体接触区(204)，第一导电类型发射区(205)，第二导电类型集电区(206)，介质层(208)，发射极(209)，平面栅结构和集电极(211)；/n所述第一导电类型漂移区(202)位于所述第二导电类型衬底(201)上；所述第二导电类型体区(203)位于所述第一导电类型漂移区(202)中，且位于所述第二导电类型衬底(201)上；所述高掺杂第二导电类型体接触区(204)和第一导电类型发射区(205)侧面相互接触的位于所述第二导电类型体区(203)的顶层远离所述第一导电类型漂移区(202)的一侧；所述第二导电类型集电区(206)位于所述第一导电类型漂移区(202)的顶层中远离所述第二导电类型体区(203)的一侧；/n所述发射极(209)位于所述高掺杂第二导电类型体接触区(204)和第一导电类型发射区(205)的第一部分上；所述平面栅结构位于所述第一导电类型发射区(205)的第二部分、所述第二导电类型体区(203)和部分所述第一导电类型漂移区(202)上；所述集电极(211)位于所述第二导电类型集电区(206)上；/n所述介质层(208)位于发射极(209)，平面栅结构和集电极(211)之间的所述第一导电类型漂移区(202)上；/n其特征在于，还包括第二导电类型多晶硅沟槽区(212)，多个所述第二导电类型多晶硅沟槽区(212)相互间隔的位于所述第二导电类型体区(203)中，且位于所述高掺杂第二导电类型体接触区(204)和第一导电类型发射区(205)之下，所述第二导电类型体区(203)由所述第二导电类型多晶硅沟槽区(212)扩散形成。/n...

【技术特征摘要】
1.一种具有多沟槽的LIGBT器件，包括第二导电类型衬底(201)，第一导电类型漂移区(202)，第二导电类型体区(203)，高掺杂第二导电类型体接触区(204)，第一导电类型发射区(205)，第二导电类型集电区(206)，介质层(208)，发射极(209)，平面栅结构和集电极(211)；
所述第一导电类型漂移区(202)位于所述第二导电类型衬底(201)上；所述第二导电类型体区(203)位于所述第一导电类型漂移区(202)中，且位于所述第二导电类型衬底(201)上；所述高掺杂第二导电类型体接触区(204)和第一导电类型发射区(205)侧面相互接触的位于所述第二导电类型体区(203)的顶层远离所述第一导电类型漂移区(202)的一侧；所述第二导电类型集电区(206)位于所述第一导电类型漂移区(202)的顶层中远离所述第二导电类型体区(203)的一侧；
所述发射极(209)位于所述高掺杂第二导电类型体接触区(204)和第一导电类型发射区(205)的第一部分上；所述平面栅结构位于所述第一导电类型发射区(205)的第二部分、所述第二导电类型体区(203)和部分所述第一导电类型漂移区(202)上；所述集电极(211)位于所述第二导电类型集电区(206)上；
所述介质层(208)位于发射极(209)，平面栅结构和集电极(211)之间的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李泽宏，王志明，程然，蒲小庆，胡汶金，任敏，张金平，高巍，张波，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51