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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体,特别是涉及横向绝缘栅双极晶体管及其制备方法。
技术介绍
1、横向绝缘栅双极晶体管(lateral insulated-gate bipolar transistor,ligbt)具有电流处理能力大、饱和压降低、开关损耗小、驱动电路简单和驱动功率小等优点,是目前最理想的功率开关器件。横向绝缘栅双极晶体管广泛应用于电极控制、中频开关电源、逆变器和空调器等领域。
2、然而,传统的横向绝缘栅双极晶体管存在通态压降无法满足使用需求、静态功耗高、提前击穿等缺陷。
技术实现思路
1、基于此,有必要提供一种横向绝缘栅双极晶体管及其制备方法,以解决上述至少一个技术问题。
2、为了实现本申请的目的,本申请采用如下技术方案:
3、一种横向绝缘栅双极晶体管,包括:
4、漂移区,具有第一导电类型;
5、第一阱区,设于漂移区的上表层,具有第二导电类型,所述第一导电类型和所述第二导电类型相反;
6、第一电极引出区和第二电极引出区,所述第一电极引出区设于所述第一阱区的上表层,所述第二电极引出区设于所述漂移区的上表层;
7、电导调制结构,设于所述第一电极引出区和所述第二电极引出区之间的所述漂移区内,所述电导调制结构包括设于所述漂移区的上表层且具有第一导电类型的第一掺杂区,以及设于所述第一掺杂区内且具有第二导电类型的第二掺杂区,所述第一掺杂区的掺杂浓度大于所述漂移区的掺杂浓度。
8、在其中一个实施例中
9、在其中一个实施例中,所述第一掺杂区和所述第二掺杂区均浮空设置;或,
10、所述第一掺杂区浮空设置,所述第二掺杂区外接电位。
11、在其中一个实施例中,所述第一掺杂区的掺杂深度小于所述第一阱区的掺杂深度。
12、在其中一个实施例中,所述第一掺杂区和所述第二掺杂区的掺杂浓度值的数量级相同。
13、在其中一个实施例中,所述漂移区的上表层设有至少一组电导调制结构组件,每一所述电导调制结构组件包括沿导电沟道的长度方向间隔布设的多个所述电导调制结构。
14、在其中一个实施例中,所述漂移区的上表层设有沿导电沟道的宽度方向间隔布设的多组所述电导调制结构组件。
15、在其中一个实施例中,所述横向绝缘栅双极晶体管还包括设于所述漂移区的上表层且具有第一导电类型的第二阱区,所述第二阱区位于全部所述电导调制结构远离所述第一阱区的一侧;
16、所述第二阱区的上表层设有所述第二电极引出区,所述第二电极引出区具有所述第二导电类型,所述第一电极引出区具有所述第一导电类型。
17、在其中一个实施例中,所述第一阱区的上表层还设有具有第二导电类型的第一阱区引出区,所述第一阱区引出区与所述第一电极引出区的电位短接在一起。
18、在其中一个实施例中,所述横向绝缘栅双极晶体管还包括半导体基底,所述半导体基底包括层叠设置的衬底和掩埋介质层,所述漂移区设于所述掩埋介质层背离所述衬底的一侧。
19、在其中一个实施例中,所述横向绝缘栅双极晶体管还包括栅极结构,所述栅极结构位于所述第一阱区上,所述栅极结构的一侧延伸覆盖至所述第一电极引出区的一部分,所述栅极结构的另一侧延伸覆盖至所述漂移区的一部分。
20、一种横向绝缘栅双极晶体管的制备方法,包括:
21、提供半导体基底,所述半导体基底包括衬底,所述衬底具有第二导电类型;
22、在所述半导体基底上形成位于所述衬底上方的漂移区,所述漂移区具有第一导电类型,所述第一导电类型和所述第二导电类型相反;
23、在所述漂移区的上表层形成具有第二导电类型的第一阱区;
24、在所述漂移区内形成与所述第一阱区间隔设置的电导调制结构,所述电导调制结构包括形成于所述漂移区的上表层且具有第一导电类型的第一掺杂区,以及形成于所述第一掺杂区内且具有第二导电类型的第二掺杂区,所述第一掺杂区的掺杂浓度大于所述漂移区的掺杂浓度;
25、形成第一电极引出区和第二电极引出区,所述第一电极引出区形成于所述第一阱区的上表层,所述第二电极引出区形成于全部所述电导调制结构远离所述第一阱区的一侧。
26、在其中一个实施例中,所述在所述漂移区内形成与所述第一阱区间隔设置的电导调制结构,包括:
27、向所述漂移区的部分上表层注入第一导电类型离子,并推阱形成所述第一掺杂区;
28、向所述第一掺杂区内注入第二导电类型离子,并推阱形成所述第二掺杂区。
29、上述提供的横向绝缘栅双极晶体管及其制备方法,当横向绝缘栅双极晶体管开启时,横向绝缘栅双极晶体管的导电沟道打开,电子由第一电极引出区通过该导电沟道进入漂移区,随着电子数量越来越多,大量电子涌向第二电极引出区,并在漂移区内逐渐形成一个压降。此压降使得第一掺杂区和第二掺杂区之间形成的pn结正向导通,与第二电极引出区一起向漂移区注入大量空穴,形成电导调制效应。极大地降低了横向绝缘栅双极晶体管的通态压降,且降低了横向绝缘栅双极晶体管的静态功耗。而在横向绝缘栅双极晶体管关闭时,第一掺杂区和第二掺杂区之间形成类似超结的结构,可以相互辅助耗尽,使得电场不至于提前击穿,不影响横向绝缘栅双极晶体管的耐压。即在降低了器件的静态功耗的同时有效避免击穿电压的显著降低。
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1.一种横向绝缘栅双极晶体管,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的横向绝缘栅双极晶体管,其特征在于,所述第一掺杂区和所述第二掺杂区的数量均为至少一个。
3.根据权利要求1所述的横向绝缘栅双极晶体管,其特征在于,所述第一掺杂区和所述第二掺杂区均浮空设置;或,
4.根据权利要求1所述的横向绝缘栅双极晶体管,其特征在于,所述第一掺杂区的掺杂深度小于所述第一阱区的掺杂深度。
5.根据权利要求1所述的横向绝缘栅双极晶体管,其特征在于,所述第一掺杂区和所述第二掺杂区的掺杂浓度值的数量级相同。
6.根据权利要求1-5任一项所述的横向绝缘栅双极晶体管,其特征在于,所述漂移区的上表层设有至少一组电导调制结构组件,每一所述电导调制结构组件包括沿导电沟道的长度方向间隔布设的多个所述电导调制结构。
7.根据权利要求6所述的横向绝缘栅双极晶体管,其特征在于,所述漂移区的上表层设有沿导电沟道的宽度方向间隔布设的多组所述电导调制结构组件。
8.根据权利要求1所述的横向绝缘栅双极晶体管,其特征在于,所述横向绝缘栅双极晶体
9.根据权利要求1所述的横向绝缘栅双极晶体管,其特征在于,所述第一阱区的上表层还设有具有第二导电类型的第一阱区引出区,所述第一阱区引出区与所述第一电极引出区的电位短接在一起。
10.根据权利要求1所述的横向绝缘栅双极晶体管,其特征在于,所述横向绝缘栅双极晶体管还包括半导体基底,所述半导体基底包括层叠设置的衬底和掩埋介质层,所述漂移区设于所述掩埋介质层背离所述衬底的一侧。
11.根据权利要求1所述的横向绝缘栅双极晶体管,其特征在于,所述横向绝缘栅双极晶体管还包括栅极结构,所述栅极结构位于所述第一阱区上,所述栅极结构的一侧延伸覆盖至所述第一电极引出区的一部分,所述栅极结构的另一侧延伸覆盖至所述漂移区的一部分。
12.一种横向绝缘栅双极晶体管的制备方法,其特征在于,包括:
13.根据权利要求12所述的横向绝缘栅双极晶体管的制备方法,其特征在于,所述在所述漂移区内形成与所述第一阱区间隔设置的电导调制结构,包括:
...【技术特征摘要】
1.一种横向绝缘栅双极晶体管,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的横向绝缘栅双极晶体管,其特征在于,所述第一掺杂区和所述第二掺杂区的数量均为至少一个。
3.根据权利要求1所述的横向绝缘栅双极晶体管,其特征在于,所述第一掺杂区和所述第二掺杂区均浮空设置;或,
4.根据权利要求1所述的横向绝缘栅双极晶体管,其特征在于,所述第一掺杂区的掺杂深度小于所述第一阱区的掺杂深度。
5.根据权利要求1所述的横向绝缘栅双极晶体管,其特征在于,所述第一掺杂区和所述第二掺杂区的掺杂浓度值的数量级相同。
6.根据权利要求1-5任一项所述的横向绝缘栅双极晶体管,其特征在于,所述漂移区的上表层设有至少一组电导调制结构组件,每一所述电导调制结构组件包括沿导电沟道的长度方向间隔布设的多个所述电导调制结构。
7.根据权利要求6所述的横向绝缘栅双极晶体管,其特征在于,所述漂移区的上表层设有沿导电沟道的宽度方向间隔布设的多组所述电导调制结构组件。
8.根据权利要求1所述的横向绝缘栅双极晶体管,其特征在于,所述横向绝缘栅双极晶体管...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘腾,张森,何乃龙,章文通,文天龙,赵景川,
申请(专利权)人:无锡华润上华科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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