[发明专利]一种具有折叠槽栅的薄SOI LIGBT

摘要

本发明属于功率半导体技术领域，具体涉及一种具有折叠槽栅的薄SOI LIGBT。本发明主要特征在于：采用非等深介质槽及折叠槽栅。正向耐压时，非等深介质槽调制横向电场，使均匀掺杂的漂移区承受高压；正向导通时，介质槽阻碍空穴流入发射极，提升发射极附近漂移区的空穴浓度，实现电子注入增强效应降低器件导通压降；漂移区均匀掺杂使靠近集电极一侧漂移区浓度远低于传统薄SOI层线性掺杂器件的集电极一侧漂移区浓度，使集电极注入效率提升；器件电导调制效应增强，正向导通压降减小。折叠槽栅增大沟道密度，极大提升了器件饱和电流能力。本发明的有益效果为，相对于传统薄SOI LIGBT结构，本发明具有更低的正向导通压降以及更高的饱和电流能力，V_on‑E_off折中更佳。

主权项

1.一种具有折叠槽栅的薄SOI LIGBT，包括沿器件垂直方向自下而上层叠设置的衬底层结构(1)，埋氧层结构(2)和N型顶部半导体层结构(3)；所述N型顶部半导体层结构(3)表面延横向方向依次形成发射极结构、栅极结构和集电极结构；所述发射极结构包括沿器件垂直方向分布的P型阱区(4)，以及位于P型阱区(4)上部的P型重掺杂区(5)和N型重掺杂区(6)；所述P型阱区(4)底部不与埋氧层结构(2)接触；所述P型重掺杂区(5)和N型重掺杂区(6)相互接触；所述P型重掺杂区(5)和N型重掺杂区(6)上表面共同引出发射极电极；所述集电极结构包括N型阱区(10)和P型重掺杂区(11)；所述P型重掺杂区(11)位于N型阱区(10)上部；所述N型阱区(10)底部与埋氧层结构(2)相接触；所述P型重掺杂区(11)上表面引出集电极的电极；其特征在于：在器件上表面的俯视图中，以靠近发射极结构一侧为顶部，所述栅极结构呈“凹”字型，即，所述N型重掺杂区(6)的中部凸起并延伸入栅极结构的中部，使栅极结构形成在器件纵向方向折叠的槽栅；所述栅极结构包含形成槽底和槽壁的第一绝缘介质薄层(7)以及槽内填充的第一导电材料(8)；所述折叠槽栅的一侧与N型重掺杂区(6)和P型阱区(4)接触，深度不小于P型阱区(4)的深度且不与埋氧层结构(2)接触；所述第一导电材料(8)上表面引出栅极电极；在栅极结构与集电极结构之间的N型顶部半导体层结构(3)的表面具有不等深的第二绝缘介质槽结构(9)，不等深的定义是沿器件横向方向，第二绝缘介质槽结构(9)的深度由靠近发射极结构一侧，向靠近集电极结构一侧递减；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。