[发明专利]一种超结LIGBT功率器件

说明书

本发明涉及一种超结LIGBT功率器件，属于半导体功率器件技术领域。通过在横向IGBT的阳极电阻区内引入第二导电类型掺杂层，来控制电流在阳极电阻区的流动路径，进而控制阳极电阻区的压降，这样就能抑制LIGBT的snapback现象，这种通过精准控制阳极电阻区电阻阻值的结构并未增加工艺的制造难度，因而可以在不改变工艺的基础上，实现精准抑制LIGBT的snapback现象。

技术领域

本发明属于半导体功率器件技术领域，具体涉及一种超结LIGBT功率器件。

背景技术

在半导体功率器件的设计中，器件结构至关重要。合理的期间设计可以有效的弥补材料缺陷，寄生效应等对器件的影响，一般LIGBT器件工作状态从单极载流子到双极载流子模式存在寄生晶体管的开启，这使得输出电流存在snapback现象，不利于器件的稳定工作。

横向绝缘栅双极晶体管(LIGBT:Lateral Insulated Gate Bipolar Transistor)具有高输入阻抗、电压控制以及低导通电阻等优点，且具有纵向器件所不具有的易于集成的优势。因此，横向绝缘栅双极晶体管越来越受到关注和推崇，从而发展迅速，应用领域越发宽泛。而具有电导调制效应IGBT功率器件存在较长的漂移区，但是漂移区越长，其内存储的载流子数量就越多，关断时间就越长。如图1所示，在一般IGBT结构中引入了阳极短路结构使器件的开关速度大幅提升，但是也带来了另外一个问题，即正向导通时存在snapback现象(I-V曲线迂回呈现负阻状态)，这样的不稳定性限制了普通阳极短路结构IGBT器件的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的问题，提供一种超结LIGBT功率器件。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种超结LIGBT功率器件，包括从下至上依次层叠设置的衬底、埋氧化层、SOI层和平面栅结构；SOI层中具有漂移区、第一导电类型轻掺杂区、阴极阱区、第一导电类型重掺杂阴极区、第二导电类型重掺杂阴极区、第二导电类型重掺杂阳极区、第一导电类型重掺杂阳极区、第一导电类型掺杂层和第二导电类型掺杂层；

阴极阱区和第一导电类型轻掺杂区位于漂移区的两侧，第一导电类型轻掺杂区位于漂移区和SOI层之间；第一导电类型重掺杂阴极区和第二导电类型重掺杂阴极区侧面相互接触的位于阴极阱区的上端中远离漂移区的一侧；

第二导电类型重掺杂阳极区和第一导电类型重掺杂阳极区侧面相互接触的位于漂移区的上端中远离阴极阱区的一侧；第一导电类型掺杂层和第二导电类型掺杂层侧面相互接触的交替设置在部分漂移区中，且位于第二导电类型重掺杂阳极区的一侧，第一导电类型掺杂层和第二导电类型掺杂层的接触面与第二导电类型重掺杂阳极区和第一导电类型重掺杂阳极区的接触面垂直；

第一导电类型重掺杂阳极区还位于SOI层的上端，平面栅结构位于部分第一导电类型重掺杂阴极区、阴极阱区和漂移区上，在平面栅结构上还设置有栅极金属，在第一导电类型重掺杂阴极区和第二导电类型重掺杂阴极区上还设置有阴极金属，在第二导电类型重掺杂阳极区和第一导电类型重掺杂阳极区上还设置有阳极金属；

其特征在于，第二导电类型掺杂层还均匀的设置在第一导电类型轻掺杂区中，第二导电类型掺杂层和第一导电类型轻掺杂区的接触面与第一导电类型掺杂层和第二导电类型掺杂层的接触面平行。

为解决上述技术问题，本发明实施例还提供一种超结LIGBT功率器件，包括从下至上依次层叠设置的衬底、第一导电类型外延层和平面栅结构；第一导电类型外延层中具有漂移区、第一导电类型轻掺杂区、阴极阱区、第一导电类型重掺杂阴极区、第二导电类型重掺杂阴极区、第二导电类型重掺杂阳极区、第一导电类型重掺杂阳极区、第一导电类型掺杂层和第二导电类型掺杂层；

阴极阱区和第一导电类型轻掺杂区位于漂移区的两侧，第一导电类型轻掺杂区位于漂移区和第一导电类型外延层之间；第一导电类型重掺杂阴极区和第二导电类型重掺杂阴极区侧面相互接触的位于阴极阱区的上端中远离漂移区的一侧；