[发明专利]绝缘体上硅的正反导通横向绝缘栅双极晶体管

说明书

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，涉及一种横向功率器件，更具体的说，是关于一种绝缘体上硅的可以正反导通的横向绝缘栅双极晶体管。 

背景技术

绝缘栅双极晶体管(IGBT)是一种具有金属氧化物半导体(MOS)晶体管的绝缘栅结构优点以及具有双极晶体管的高电流密度优点的器件，由于存在电导调制效应，它是一种能用于有效地降低传统的功率MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)的导电损耗的功率半导体器件。 

为了能够和其它半导体器件集成，横向绝缘栅双极晶体管(Lateral InsulatedGate Bipolar Transistor，简称LIGBT)得到了广泛的关注和迅速的发展，同样，这种器件具有输入阻抗高、高耐压、开态电流能力强、开关频率高等优点。绝缘体上硅(Silicon On Insulator，简称SOI)技术以其理想的全介质隔离性能、相对简单的隔离工艺、显著减弱的纵向寄生效应，使其速度高、功耗低、耐高温运行，便于多器件、高密度、小型化和三维智能功率集成，而且能够与互补金属-氧化物-半导体(CMOS)超大规模集成电路(VLSI)制造工艺相兼容而倍受瞩目。因此将SOI技术用于制造LIGBT，所形成的绝缘体上硅横向绝缘双极型晶体管(简称SOI-LIGBT)具有隔离性能好、漏电流小和击穿电压高等优点，发展潜力巨大。如今SOI-LIGBT的制作技术水平越来越成熟，应用范围也越来 越广。但是在很多应用场合中，在器件栅极电压大于阈值电压时，不仅需要器件能够正向导通电流，同时也能反向导通电流，这在传统的SOI-LIGBT(如附图2)中是不可能实现的。 

同时，由于传统的SOI-LIGBT(如附图2)中的阳极接触区域是由P型掺杂阳极接触区106单独构成，所以在器件的关断过程中，存在有少子的抽取过程，从而降低了器件的关断速度，增大了器件的关断损耗。 

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了-种绝缘体上硅的正反导通横向绝缘栅双极晶体管结构，该晶体管能够保证在器件的栅极电压大于阈值电压时，电流既可以从阳极流向阴极，也可以从阴极流向阳极，同时具有很快关断速度 

本发明采用如下技术方案： 

一种绝缘体上硅的正反导通横向绝缘栅双极晶体管，包括：P型掺杂半导体衬底，在P型掺杂半导体衬底上面设有埋氧层，在埋氧层上设有P型掺杂外延层，在埋氧层上、P型掺杂外延层的左侧设有N型掺杂阱区，在N型掺杂阱区中设有N型掺杂缓冲区域，在N型掺杂缓冲区域中设有P型阳极接触区域和N型阳极接触区域，P型阳极接触区域和N型阳极接触区域在器件的宽度方向上是相互交替排列的。在埋氧层上、P型掺杂外延层的右侧设有N型掺杂阱区，在N型掺杂阱区中设有N型掺杂缓冲区域，在N型掺杂缓冲区域中设有P型阴极接触区域和N型阴极接触区，P型阴极接触区域和N型阴极接触区在器件的宽度方向上也是相互交替排列的。在N型掺杂阱区上均设有场氧化层，在P型外延层和部分N型掺杂阱区上设有栅氧化层，在栅氧化层上设有多晶硅，构成 器件的栅极。在器件左侧P型阳极接触区域和N型阳极接触区域上设有金属层，构成器件的阳极，在器件右侧P型阴极接触区域和N型阴极接触区上设有金属层，构成了器件的阴极。 

与现有技术相比，本发明具有如下优点： 

(1)本发明是正反导通器件，在栅极电压大于器件的阈值电压时，电流既可以正向流通也可以反向流通。 

(2)本发明的阳极接触区域采用的是P型接触区域和N型接触区域在器件的宽度方向上相互交替排列的形式，阴极接触区域也采用的是P型接触区域9和N型接触区域在器件的宽度方向上相互交替排列的形式，从而减小了少子的抽取时间，缩短了器件的关断时间，减少了器件的关断功耗。 

(3)本发明中的阳极接触区域和阴极接触区域是各自交叉对称的结构，可以减小发生闩锁现象的几率。 

附图说明

图1是本发明一种绝缘体上硅的正反导通横向绝缘栅双极晶体管的一实施例的三维结构示意图。 

图2是传统绝缘体上硅的横向绝缘栅双极晶体管(SOI-LIGBT)的三维示意图。 

具体实施方式