[发明专利]一种具有载流子存储层的三栅薄SOI LIGBT

摘要

本发明属于功率半导体技术领域，具体涉及一种具有载流子存储层及三栅的薄SOI LIGBT。本发明主要特征在于：采用三栅结构增大沟道密度，其槽栅底部未与埋氧层接触，且在平面栅及槽栅下方靠近漂移区的部分引入载流子存储层。正向导通时，槽栅侧壁阻挡空穴通路，起到注入增强的效果，降低器件的正向导通压降；同时，N型载流子存储层起到阻挡空穴的作用，促进电子注入漂移区，增强电导调制效应，进一步降低正向导通压降。在正向阻断时，槽栅起到耗尽载流子存储层的作用，使得器件在存储层高浓度的情况下仍可维持高耐压。器件在阴极引入P埋层，提升器件的抗短路能力。本发明相对于传统薄SOI LIGBT结构，具有更低的正向导通压降,同时具有更好的抗短路能力。

主权项

1.一种具有载流子存储层的三栅薄SOI LIGBT，包括沿器件垂直方向自下而上依次层叠设置的衬底层(1)、埋氧层(2)和顶部半导体层；沿器件横向方向，所述的顶部半导体层从一侧到另一侧依次具有阴极结构、三栅结构、N型载流子存储层(11)、N型半导体漂移区(4)和阳极结构；所述阴极结构包括沿器件垂直方向贯穿顶部半导体层的P型阱区(3)和P型重掺杂区(5)，P型阱区(3)和P型重掺杂区(5)相互接触且P型阱区(3)位于靠N型半导体漂移区(4)的一侧；在P型阱区(3)的上层具有N型重掺杂区(6)；所述P型重掺杂区(5)和N型重掺杂区(6)上表面引出阴极；所述器件横向方向和器件垂直方向相互垂直；所述三栅结构位于阴极结构与N型半导体漂移区(4)之间，三栅结构包括沿器件纵向方向间断分布的槽栅和平面栅；所述槽栅从P型阱区(3)和N型载流子存储层(11)表面向下延伸，由第一导电材料(7)及其四周的第一绝缘介质(8)构成，槽栅底部与埋氧层(2)不接触；所述间断分布的槽栅之间的区域表面覆盖平面栅结构；所述平面栅结构包括第二绝缘介质(10)和覆盖在第二绝缘介质(10)之上的第一导电材料(9)；所述平面栅结构一侧与N型重掺杂区(6)表面接触，另一侧覆盖P型阱区(3)和N型载流子存储层(11)的上表面，并与N型半导体漂移区(4)接触；所述器件纵向方向为同时与器件横向方向和器件垂直方向均垂直的第三维度方向；所述阳极结构包括N型缓冲层(12)和P型阳极区(13)，所述P型阳极区(13)位于N型缓冲层(12)中，所述N型缓冲层(12)的下表面和埋氧层(2)相接；所述P型阳极区(13)引出阳极电极。