[其他]互补绝缘体外延硅横向绝缘栅整流管

说明书

本发明属于各种绝缘体外延硅（SOI）器件领域、并且特别涉及互补横向绝缘栅整流管、该管用于诸如各种放电管的电子控制装置之类的各种电源电路应用场合。

已知的电源控制电路经常采用一种半桥式接法，其中有两个串联连接的相同的开关晶体管、一个晶体管的源极连接到另一个晶体管的漏极以构成共同输出端。这种线路接法一般用于各种集成电源电路、因为所需要的各晶体管额定电压最低。尽管如此，对于这种线路接法来说仍然存在某些缺点。例如，其中一个晶体管起源极跟随器的作用、具有固有的比共源极接法高的导通电阻以及较高的对基片的击穿电压（当采用各种标准结构时）。虽然，例如采用美国专利申请第766，665号中所示的源极跟随器结构可以克服这些缺点，但是得到的结构将更复杂和难于制造。

另一种解决办法（一般用于各种分立元件电路）使用了按共漏极接法的若干互补的金属-氧化物-半导体场效应管（MOSFET）器件。但是这种线路接法在集成电路中是不实际的，其原因在于制造方面的各种困难以及如果采用集成方法、这两个器件就会具有显著不同的导通电阻、从而产生不平衡的输出波形。

根据包含在本人的尚待批准的美国专利申请第945420号（题目是“各种互补横向绝缘栅整流管”）（此处引入作为参考）中的发明，可以克服这些缺点。该申请公开了一种适用于电源电路配置的互补的MOS横向绝缘栅整流管（LIGR）结构，该器件可被容易地和廉价地集成、并且有两个具有相差不大的导通电阻的互补开关器件。

尽管如此，仍然需要得到一种具有比较简单的结构形式的LIGR结构、并且其中基本上消除了可能影响集成电路电源组件中各种开关特性和各种控制功能的各种基片电流。

因此，本发明的目的是提供一种互补器件，它适用于例如那些需要用半桥式接法而不需要源极跟随器电路的电源电路应用场合。

本发明的另一些目的是要提供一种适用于各种电源电路应用场合的互补器件，它具有可以容易地和廉价地集成的简化结构，同时有两个具有相差不大的“导通”电阻的互补开关器件。

本发明的再一个目的是要提供一种互补器件、其中基本上消除了可能影响各种集成电路电源应用场合中各种开关特性或者连接在该电源中的控制装置的操作的各种基片电流。

本发明是通过一种独特的互补SOI横向绝缘栅整流管（LIGR）结构形式达到这些目的。LIGR是一种比较新的器件类型，实验已经证明它适用于各种大功率开关应用场合。例如，在欧洲专利申请第83112186·8号（相当于美国申请号449，321）中给出了若干特殊的LIGR器件的结构形式。正如在该参考文献中所能看到的，各个LIGR的结构形式与横向MOS晶体管的结构形式十分相似、并且关于将两个这种器件集成为一种互补集成电路结构的一些问题也与上述器件相似。

根据本人的上述申请中所描述的发明、通过采用一种独特的集成互补LIGR结构、已经基本上克服了这些问题。在该结构中，具有第一类导电性的半导体基片备有相邻的面接触型第一和第二半导体井、它们具有相反的第二类导电性;于是，该基片的一部分就将两个相邻的井隔开。然后在这两个相邻井中制造各种对基片具有结隔离的互补LIGB元件;对该基片的结隔离是由在各半导体井和具有与这些井相反类型的导电性的所述半导体基片之间所形成的各P-n结提供的。这样的一种器件给出一种比具有可比拟性能的各种先有技术的结构，既更简单又更易于制造的结构，但希望能进一步简化以及进一步改善器件与基片间的隔离以限制各种基片电流。

根据本发明的一种独特的集成互补SOI    LIGR结构实现了这些进一步的改进。在这种结构中，基本上绝缘的、具有一个主表面的基片在其主表面上备有单晶硅层。该单晶硅层包含若干相邻的掺杂共面层区。各相邻的、接触的层区构成两个具有公共源区的互补LIGR元件、由此获得一种互补SOI    LIGR结构。根据本发明，所述公共源区以及该器件的两个漏区都是由具有第一和第二类导电性的一些区构成的。这样就得到一种简单的、易于制造的、平衡的、高性能的互补LIGR结构。

图1是根据本发明的一种SOI    LIGR的横截面图;以及

图2、3和4是图1的器件的各部分的剖面图，这些剖面图是分别沿图1中的截面线2-2、3-3和4-4而取得的。

附图中，在具有相同类型导电性的各半导体层和区上均划有相同方向的阴影线。此外，应当指出，各图未按比例绘制，而更具体地说、为改善清晰度已经把垂直方向各尺寸放大。