一种横向绝缘栅双极型晶体管、功率开关器件及集成电路制造技术

本申请提供了一种横向绝缘栅双极型晶体管、功率开关器件及集成电路，属于集成电路制造的技术领域。该横向绝缘栅双极型晶体管包括衬底、外延层以及绝缘层。外延层包括具有第一导电类型的基区，形成于外延层的第一端；具有第二导电类型的发射区，形成于基区靠近绝缘层的一侧，并与基区相接；具有第一导电类型的集电区，形成于外延层的第二端，且与基区分离设置；具有第一导电类型的辅助区，形成于外延层内；具有第二导电类型的漂移区，形成于外延层内，且漂移区用于实现基区与集电区之间的导通，以及集电区与辅助区之间的导通。该横向绝缘栅双极型晶体管具有较好的抗闩锁能力。缘栅双极型晶体管具有较好的抗闩锁能力。缘栅双极型晶体管具有较好的抗闩锁能力。

【技术实现步骤摘要】
一种横向绝缘栅双极型晶体管、功率开关器件及集成电路


[0001]本申请属于集成电路制造的
，尤其涉及一种横向绝缘栅双极型晶体管、功率开关器件及集成电路。

技术介绍

[0002]闩锁效应是发生在晶闸管中的一种现象，是指在晶闸管内部的正极
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负极
‑
正极(positive
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negative
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positive，NPN)结构和负极
‑
正极
‑
负极(negative
‑
positive
‑
negative，PNP)结构均导通且形成正反馈的情况下，晶闸管完全导通，电流急剧增加，严重会导致电路失效，甚至烧毁电路。而横向绝缘栅双极型晶体管(LIGBT，lateral insulated
‑
gate bipolar transistor)的集电极与发射极之间有一个N
‑
P
‑
N
‑
P结构，正好形成寄生晶闸管。因此，LIGBT同样存在发生闩锁效应的风险，甚至导致电路烧毁。
[0003]基于此，如何提高LIGBT的抗闩锁能力，是目前亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种横向绝缘栅双极型晶体管、功率开关器件及集成电路，旨在解决传统的LIGBT容易发生闩锁效应，从而导致器件可靠性低的问题。
[0005]本申请实施例的第一方面提了一种横向绝缘栅双极型晶体管。该横向绝缘栅双极型晶体管包括：衬底、外延层以及绝缘层。其中，外延层形成于衬底的一侧，且外延层包括沿第一方向排布的第一端和第二端，第一方向平行于衬底表面。绝缘层形成于外延层远离衬底的表面。其中，外延层包括具有第一导电类型的基区，形成于外延层的第一端；具有第二导电类型的发射区，形成于基区靠近绝缘层的一侧，并与基区相接；具有第一导电类型的集电区，形成于外延层的第二端，且与基区分离设置；具有第一导电类型的辅助区，形成于外延层内；具有第二导电类型的漂移区，形成于外延层内，且漂移区用于实现基区与集电区之间的导通，以及集电区与辅助区之间的导通。
[0006]在一些实施例中，上述横向绝缘栅双极型晶体管还包括辅助阴极，所述辅助阴极用于接地。其中，辅助阴极与辅助区电连接。
[0007]在一些实施例中，辅助区的掺杂浓度大于漂移区的掺杂浓度。
[0008]在一些实施例中，辅助区到集电区的距离比基区到集电区的距离更近。
[0009]在一些实施例中，基区、辅助区以及集电区，均设置在外延层靠近绝缘层的一侧。辅助区位于基区和集电区之间。
[0010]在一些实施例中，漂移区具有位于辅助区和集电区之间的区域，漂移区位于辅助区和集电区之间的区域用于辅助区和集电区之间的导通。其中，漂移区辅助区和集电区之间的区域沿第一方向的宽度W满足条件：3微米≤W≤30微米。
[0011]在一些实施例中，上述横向绝缘栅双极型晶体管还包括具有第二导电类型的电荷存储区。电荷存储区形成于外延层内，且电荷存储区位于基区和漂移区之间。其中，电荷存储区的掺杂浓度高于漂移区的掺杂浓度。
[0012]在一些实施例中，基区形成于电荷存储区内。
[0013]本申请实施例的第二方面提了一种功率开关器件。该功率开关器件包括：壳体以及上述第一方面所述的横向绝缘栅双极型晶体管。其中，壳体用于封装横向绝缘栅双极型晶体管。
[0014]本申请实施例的第三方面提了一种集成电路。该集成电路包括：开关控制电路以及上述第一方面所述的横向绝缘栅双极型晶体管。其中，发射极与地连接接地。集电极与电源连接。开关控制电路用于控制横向绝缘栅双极型晶体管导通或者关断。
[0015]本专利技术实施例与现有技术相比存在的有益效果是：上述横向绝缘栅双极型晶体管在外延层内形成具有第一导电类型的辅助区。如此，当横向绝缘栅双极型晶体管正向导通时，第一导电类型的辅助区和第二导电类型的漂移区之间形成反偏正极
‑
负极(positive
‑
negative，PN)结，辅助区为低电位，从集电极注入到漂移区的空穴将朝着具有低电位的辅助区移动，形成一条空穴转移通道，实现对注入到漂移区的空穴的抽取。由于辅助区对漂移区的空穴的抽取，原本由漂移区注入基区的部分空穴，会通过空穴转移通道注入到辅助区中，从而减少了由漂移区注入基区的空穴，即减少了由漂移区注入NPN结构的空穴，降低了NPN结构导通的概率，进而可以降低闩锁发生的风险，提高LIGBT的抗闩锁能力，进而提高了LIGBT器件的可靠性。
附图说明
[0016]图1为本申请一些实施例提供的一种LIGBT的结构示意图；
[0017]图2为本申请另一些实施例提供的一种LIGBT的结构示意图；
[0018]图3为本申请另一些实施例提供的一种LIGBT的结构示意图；
[0019]图4为本申请另一些实施例提供的一种LIGBT的结构示意图；
[0020]图5为本申请一些实施例提供的N+电荷存储区对能带的影响对照图；
[0021]图6为图4所示的LIGBT器件在去掉P+辅助区后测得的横向耐压的电场分布图；
[0022]图7为本申请实施例提供的一种LIGBT的制造方法的流程图；
[0023]图8a至图8h为图7所示的LIGBT的制造过程的分解示意图。
具体实施方式
[0024]为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0025]需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
[0026]需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“横向”、“纵向”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
[0027]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性
或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0028]术语“电连接”是指描述电连接的元件之间的永久低欧姆连接，例如相关元件之间的直接接触或者经由金属和/或高掺杂半导体的低欧姆连接。
[0029]本申请说明书以及附图通过“N”或“P”来指示半导体的掺杂类型，也就是半导体的导电类型，并通过
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种横向绝缘栅双极型晶体管，其特征在于，包括：衬底；外延层，形成于所述衬底上，且所述外延层包括沿第一方向排布的第一端和第二端，所述第一方向平行于所述衬底表面；绝缘层，形成于所述外延层远离所述衬底的表面；所述外延层包括：具有第一导电类型的基区，形成于所述外延层的第一端；具有第二导电类型的发射区，形成于所述基区靠近所述绝缘层的一侧，并与所述基区相接；具有所述第一导电类型的集电区，形成于所述外延层的第二端；具有所述第一导电类型的辅助区，形成于所述外延层内；具有所述第二导电类型的漂移区，形成于所述外延层内，且所述漂移区用于实现所述基区与所述集电区之间的导通，以及所述集电区与所述辅助区之间的导通。2.根据权利要求1所述的横向绝缘栅双极型晶体管，其特征在于，还包括辅助阴极，所述辅助阴极用于接地；其中，所述辅助阴极与所述辅助区电连接。3.根据权利要求1所述的横向绝缘栅双极型晶体管，其特征在于，所述辅助区的掺杂浓度大于所述漂移区的掺杂浓度。4.根据权利要求1所述的横向绝缘栅双极型晶体管，其特征在于，所述辅助区到所述集电区的距离比所述基区到所述集电区的距离更近。5.根据权利要求4所述的横向绝缘栅双极型晶体管，其特征在于，所述基...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔凯，黄汇钦，
申请(专利权)人：天狼芯半导体成都有限公司，
类型：发明
国别省市：