[发明专利]一种具有载流子存储层的槽型SOI LIGBT

摘要

本发明属于功率半导体技术领域，涉及一种具有载流子存储层的槽型SOI LIGBT。本发明相对于传统结构，具有以下几个特点：一、具有高浓度的载流子存储层，其在正向导通时起阻挡空穴的作用，使界面附近的空穴浓度增大，根据电中性原理，更多的电子注入漂移区，电导调制效应增强，进而降低器件的正向导通压降。同时，引入介质槽，在物理上阻挡空穴被阴极收集，起到进一步降低正向导通压降的作用，更重要的是，在正向阻断时起到辅助耗尽载流子存储层的作用，使得在高浓度载流子存储层的情况下器件保持高耐压；二、采用三栅结构，提高沟道密度；三、三栅结构与介质槽可以同时制作，无需额外的工艺步骤。

主权项

一种具有载流子存储层的槽栅SOI LIGBT器件，包括衬底层(1)及其上方的介质埋层(2)；所述介质埋层(2)的上表面沿器件水平方向依次具有阴极结构、N型半导体漂移区(4)和阳极结构；所述阴极结构包括P型阱区(3)、P型重掺杂区(5)及N型重掺杂区(6)，P型重掺杂区(5)和N型重掺杂区(6)位于P型阱区(3)的上表面，两者相互独立且N型重掺杂区(6)位于靠近漂移区(4)的一侧；所述P型重掺杂区(5)和N型重掺杂区(6)上表面引出阴极；其特征在于，在所述N型重掺杂区(6)与N型半导体漂移区(4)之间的P型阱区(3)上表面具有平面栅结构，沿器件纵向，在所述平面栅结构的两端具有槽栅结构，所述槽栅结构由第一导电材料(7)及其四周的第一绝缘介质(8)构成，第一绝缘介质(8)的一侧从上到下依次与N型重掺杂区(6)和P型阱区(3)的侧面接触，第一绝缘介质(8)和第一导电材料(7)的底部与介质埋层(2)接触；所述器件纵向方向为与器件水平方向和器件垂直方向均垂直的第三维度方向；所述平面栅结构和两侧的槽栅结构形成三栅，其共同引出端为栅极；在槽栅结构靠近漂移区(4)的一侧具有介质槽，所述介质槽中填充有第二导电材料(11)及位于第二导电材料(11)四周的第二绝缘介质(12)，第二绝缘介质(12)的一侧与槽栅结构接触，另一侧与漂移区(4)接触，第二导电材料(11)及第二绝缘介质(12)的下表面与介质埋层(2)接触；所述介质槽在器件纵向方向间断分布，其间隙宽度大于槽栅结构的间隙宽度，其间隙处具有载流子存储层(13)，所述载流子存储层(13)一侧与P型阱区(3)相接，另一侧与漂移区(4)相接；所述槽栅结构和介质槽以器件横向方向的中线为对称轴，在器件纵向方向上呈对称分布；所述阳极结构包括N型阱区(14)和P型阳极区(15)，所述N型阱区(14)的下表面和介质埋层(2)相接，N型阱区(14)的侧面与漂移区(4)接触；P型阳极区(15)引出阳极电极。