[发明专利]一种逆导型双栅绝缘栅双极型晶体管

说明书

技术领域

本发明主要涉及功率半导体器件技术领域，具体来说，是一种逆导型双栅绝缘栅双极型晶体管，特别适用于大功率集成电路如变频调速、电力牵引、变频家电、半桥驱动电路以及汽车生产等领域。

背景技术

绝缘栅双极型晶体管IGBT是MOS栅器件结构与双极型晶体管结构相结合进化而成的复合型功率器件，同时具备MOS管与双极型晶体管的特点，具有良好的通态电流和开关

损耗之间的折中关系。绝缘体上硅横向绝缘栅双极型晶体管(SOI-Lateral Insulated Gate Bipolar Transistor, SOI-LIGBT)是一种典型的基于SOI工艺的器件，具有易于集成、耐压高、驱动电流能力强、开关速度快等优点，在功率集成电路中得到了广泛应用。由于SOI-LIGBT用作功率集成电路中的功率开关管，其开关速度决定着整个电路的开关速度，对于电路的性能起着决定性的作用；另一方面，其功率损耗决定了整个系统的损耗。因此，提高SOI-LIGBT的开关速率、降低SOI-LIGBT导通压降、降低SOI-LIGBT关断损耗是其主要发展方向，对功率集成电路的设计具有十分重要的意义。

此外，逆导型 IGBT 是当前国际上一种新型的 IGBT器件，最早提出于1988 年，它是将传统的IGBT元胞结构与FRD元胞结构巧妙集成于同一芯片，提供了一个紧凑的电流泄放电路。普通RC-LIGBT的结构如图1所示。它具有较好的正向导通压降和开关损耗之间的折中关系，近年来受到广泛的关注。但是其也存在着非常严重的电流回跳现象。当多个LIGBT器件并联时，若器件存在电流回跳现象，会导致单一器件电流密度过大而烧毁的现象，不利于LIGBT器件的实际应用。

发明内容

本发明针对上述问题，提出了一种逆导型双栅绝缘栅双极型晶体管。该结构可以显著降低器件的正向导通压降、提高器件的电流能力、且消除了电流回跳现象，同时提高器件的开关速率，降低器件的关断损耗，又提高了器件的耐压。 

本发明提供如下技术方案：

一种逆导型双栅绝缘栅双极型晶体管，包括：一种逆导型双栅绝缘栅双极型晶体管，包括：P型衬底和场氧层，在P型衬底上设有埋氧，在埋氧上设有漂移区，其特征在于，所述漂移区包括第一N型漂移区、第一P型漂移区、第二N型漂移区及第二P型漂移区，所述第一N型漂移区与第一P型漂移区对角设置，所述第二N型漂移区与第二P型漂移区对角设置，

在第一N型漂移区和第二P型漂移区内设有P型体区，在P型体区内设有重掺杂的N型发射极区和重掺杂的P型集电极区，并且，重掺杂的N型发射极区位于第一N型漂移区的上方，重掺杂的P型集电极区位于第二P型漂移区的上方，在重掺杂的N型发射极区和重掺杂的P型集电极区上设有用于连接重掺杂的N型发射极区和重掺杂的P型集电极区的阴极金属，在P型体区的上表面上设有阴极栅氧化层且阴极栅氧化层位于第一N型漂移区的上方，阴极栅氧化层向外延伸且边界分别落在重掺杂的N型发射极区、重掺杂的P型集电极区、P型体区及第一N型漂移区上，在阴极栅氧化层上设有阴极多晶硅层，在所述阴极栅氧化层与阴极金属之间留有间隙，

在第一P型漂移区与第二N型漂移区内设有N型体区，在N型体区内设有重掺杂的N型集电极区和重掺杂的P型发射极区，并且，重掺杂的N型集电极区位于第二N型漂移区的上方，重掺杂的P型发射极区位于第一P型漂移区的上方，在重掺杂的N型集电极区和重掺杂的P型发射极区上设有用于连接重掺杂的N型集电极区和重掺杂的P型发射极区的阳极金属，在N型体区的上表面上设有阳极栅氧化层且阳极栅氧化层位于第一P型漂移区的上方，阳极栅氧化层向外延伸且边界分别落在重掺杂的P型发射极区、重掺杂的N型集电极区、N型体区及第一P型漂移区上，在阳极栅氧化层上设有阳极多晶硅层，在所述阳极栅氧化层与阳极金属之间留有间隙，

所述场氧层覆盖在重掺杂的N型发射极区、阴极多晶硅层、重掺杂的P型集电极区、P型体区、第二P型漂移区、第一N型漂移区、第一P型漂移区、第二N型漂移区、N型体区、重掺杂的N型集电极区、重掺杂的P型发射极区及阳极多晶硅层上，在阴极多晶硅层及阳极多晶硅层上分别连接有阴极栅金属电极和阳极栅金属电极；

其特征在于第一N型漂移区的掺杂浓度高于第二N型漂移区的掺杂浓度，第一P型漂移区的掺杂浓度高于第二P型漂移区的掺杂浓度，其掺杂浓度比值范围为3:1~10⁶:1。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：