[发明专利]一种低导通功耗绝缘体上硅横向绝缘栅双极型晶体管

摘要

本发明涉及功率半导体技术，特别涉及一种低导通功耗绝缘体上硅横向绝缘栅双极型晶体管。本发明对传统横向绝缘栅双极型晶体管的阴极区进行了改造，通过隔离氧化层将器件分为MOS区和传统LIGBT结构区，MOS区分为第一NMOS区和第二MOS区，第一NMOS区和第二MOS区共用一个P+源极短路区。传统LIGBT结构区的栅极与第一NMOS的栅极通过金属互联作为本发明器件栅极，第一NMOS的N+漏区通过金属互联与传统LIGBT的N+源区连接，传统LIGBT的P+源区通过金属互联与第二N型MOS的栅极和漏极相连，传统LIGBT的N+源区通过金属互联与第一N型MOS的N+漏区相连，第一和第二NMOS的N+源区及共用的P+源极短路区通过金属短接作为本发明器件的阴极，传统LIGBT结构区的阳极作为本发明器件阳极。

主权项

1.一种低导通功耗横向绝缘栅双极型晶体管，其元胞结构包括P型衬底(1)、在P型衬底上的埋氧(2)和在埋氧(2)上的N型外延层，其特征在于，在N型外延层沿器件横向方向设有隔离氧化层(5)，隔离氧化层(5)沿器件垂直方向贯穿N型外延层，将N型外延层沿器件横向方向分隔成第一N型外延层(3)和第二N型外延层(4)；在第一N型外延层(3)上部设有第一P型阱区(6)，在所述第一P型阱区(6)上部设有两个N型MOS管，两个N型MOS管共用一个P+源极短路区(13)，第一N型MOS区和第二NMOS区分别位于P+源极短路区(13)左右两侧，即P+源极短路区(13)位于第一P型阱区(6)上层中部；第一N型MOS区包括第一N+漏区(8)、第一N+源区(9)、第一栅氧化层(110)，其中第一N+源区(9)与P+源极短路区(13)接触，第一N+漏区(8)位于第一P型阱区(6)上层一侧；所述第一栅氧化层(110)的一端延伸到第一N+漏区(8)上表面，另一端延伸到第一N+源区(9)上表面，第一栅氧化层(110)上表面设有第一多晶硅栅极(120)；所述第一N+源区(9)上方设有第一阴极金属(131)；所述第一N+漏区(8)上方设有第一阳极金属(130)；第二N型MOS区包括第二N+源区(10)、第二N+漏区(11)和第二栅氧化层(111)，其中第二N+源区(10)与P+源极短路区(13)接触，第二N+漏区(11)位于第一P型阱区(6)上层另一侧并与隔离氧化层(5)接触；所述第二N+源区(10)上方设有第二阴极金属(131)，所述第二栅氧化层(111)的一端延伸到第二N+漏区(11)上表面，另一端延伸到第二N+源区(10)上表面，第二栅氧化层(111)上表面设有第二多晶硅栅极(121)；所述第二N+漏极上方设有第二阳极金属(133)；在第二外延层(4)上层两侧设有第二P型阱区(7)和N型缓冲层(14)，其中第二P型阱区(7)与隔离氧化层(5)接触，在所述N型缓冲层(14)上层远离第二P型阱区(7)的一侧设有第三P+漏区(15)，在所述第三P+漏区(15)上方设有第三阳极金属(136)；在所述第三P型阱区(7)上部设有第三P+源区(16)和第三N+源区(12)，且第三P+源区(16)与隔离氧化层(5)接触；在所述第三P+源区(16)上方设有第三阴极金属(134)，在所述第三N+源区(12)上方设有第四阴极金属(135)；在所述第三P型阱区(10)上方设有第三栅氧化层(112)，第三栅氧化层(112)的一个边界延伸到第三N+源区(12)上方，另一个边界延伸到第三N型外延层(4)上方；在所述第三栅氧化层(112)上设有第三多晶硅栅极(122)；所述第一阴极金属(131)为器件阴极；所述第一多晶硅栅极(120)与第三多晶硅栅极(122)通过金属互联作为器件栅极；所述第一阳极金属(130)通过金属互联与第四阴极金属(135)相连；所述第二多晶硅栅(121)通过金属互联与第二阳极金属(133)及第三阴极金属(134)相连；所述第三阳极金属(136)为器件阳极。