System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种逆导型LIGBT器件及其制备方法技术_技高网

一种逆导型LIGBT器件及其制备方法技术

技术编号:42850809 阅读:1 留言:0更新日期:2024-09-27 17:19
本发明专利技术提供一种逆导型LIGBT器件及其制备方法,该LIGBT器件包括半导体结构、发射极结构、集电极结构、栅结构及MOS结构,其中,半导体结构包括衬底、介电层及外延层;发射极结构包括基区、发射区及第一接触区;集电极结构包括第一、二缓冲区及集电区,基区与第一缓冲区之外的外延层作为漂移区;栅结构位于基区上表面;MOS结构包括浮空接触区、第二接触区、隔离层及二极管结构,浮空接触区位于外延层上表层,第二接触区位于第二缓冲区上表层,隔离层位于第二接触区与浮空接触区之间的外延层上表面,二极管结构包括位于隔离层上的阴极接触区及阳极接触区。本发明专利技术通过MOS结构的设置,避免了集电极电压折回现象,提升了器件的性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体集成电路制造领域,涉及一种逆导型ligbt器件及其制备方法。


技术介绍

1、横向绝缘栅双极型晶体管(ligbt)作为一种横向的功率半导体器件。由于器件在导通状态下存在两种载流子参与导电,同时其体内存在电导调制效应,有效改善了器件的导通性能。与横向功率mosfet(ldmos)相比,在相同的几何尺寸、电压下,ligbt的导通电阻远小于ldmos的导通电阻,其更能满足大功率集成电路的应用。如图1所示,为ligbt器件的剖面结构示意图,包括半导体结构01、衬底011、介电层012、外延层013、发射极结构02、基区021、发射区022、发射极接触区023、集电极结构03、缓冲区031、集电区032、栅结构04、栅介质层041、栅导电层042、场氧层043、发射极05及集电极06,由于ligbt不具有反向导通能力,需要在体外反并联二极管进行续流,这会导致器件的生产成本上升,还会引入新的寄生电感,从而对器件的应用提出了更高的要求。此外,由于ligbt存在两种载流子参与导电,当器件关断时,需要把体内所有的非平衡载流子抽出,然而体内非平衡载流子(电子)不能直接通过集电极抽出,只能通过集电极注入的空穴进行复合,这会导致器件存在一条拖尾电流,从而导致器件的关断损耗增大。为解决以上问题,分离阳极短路型横向绝缘栅双极型晶体管(ssa ligbt)孕育而生,如图2所示,为ssa-ligbt器件的剖面结构示意图,包括半导体结构01、衬底011、介电层012、外延层013、发射极结构02、基区021、发射区022、发射极接触区023、集电极结构03、缓冲区031、集电区032、集电极接触区033、栅结构04、栅介质层041、栅导电层042、场氧层043、发射极05及集电极06,其不仅具有反向导电能力,还能改善器件的关断性能。然而,当ssa ligbt工作在正向导通状态下,存在两种导通模型,即单极性和双极性导通模式,单极性向双极性导通模式转变时,器件会产生电压折回现象(snapback),这种现象会降低器件的稳定性和可靠性。

2、因此,急需寻找一种能够消除器件的电压折回现象并提升器件的稳定性与可靠性的逆导型ligbt器件。


技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点,本专利技术的目的在于提供一种逆导型ligbt器件及其制备方法,用于解决现有技术中逆导型ligbt器件的电压折回造成器件的稳定性差及可靠性低的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的,本专利技术提供了一种逆导型ligbt器件,包括:

3、半导体结构,包括依次层叠的衬底、介电层及第一导电类型外延层;

4、发射极结构,包括第二导电类型基区、第一导电类型发射区及第二导电类型第一接触区;

5、集电极结构,包括与所述基区间隔设置的第一导电类型第一缓冲区、位于所述第一缓冲区上表层的第二导电类型第二缓冲区及位于所述第二缓冲区的上表层的第二导电类型集电区,所述基区与所述第一缓冲区之外的所述外延层作为漂移区;

6、栅结构,位于所述发射区与所述漂移区之间的所述基区的显露上表面;

7、mos结构,包括第一导电类型浮空接触区、第一导电类型第二接触区、隔离层及二极管结构,所述浮空接触区位于所述外延层的上表层且与所述第二缓冲区远离所述基区的侧壁间隔设置,所述第二接触区位于所述第二缓冲区的上表层并与所述集电区远离所述基区的侧壁邻接,所述隔离层位于所述第二接触区与所述浮空接触区之间的所述外延层的上表面,所述二极管结构包括位于所述隔离层的上表面的阴极接触区及阳极接触区;

8、发射极、栅极、集电极及浮空电极,所述发射极分别与所述发射区和所述第一接触区电连接,所述栅极与所述栅结构电连接,所述集电极分别与所述集电区、所述第二接触区及所述阳极接触区电连接,所述浮空电极分别与所述浮空接触区及所述阴极接触区电连接。

9、可选地,所述基区位于所述外延层的上表层,所述发射区与所述第一接触区相互邻接且位于所述基区的上表层,所述发射区远离所述第一接触区的侧壁与所述基区的侧壁间隔预设距离。

10、可选地,所述第二缓冲区的侧壁与所述第一缓冲区的侧壁间隔预设距离。

11、可选地,所述第二缓冲区与所述浮空接触区的侧壁之间的距离不大于所述第二缓冲区与所述第一缓冲区的侧壁之间的距离。

12、可选地,所述浮空电极与所述阴极接触区的接触类型为欧姆接触,所述集电极与所述阳极接触区的接触类型为欧姆接触。

13、可选地,所述阳极接触区的掺杂类型所述集电区的掺杂类型相同,所述阴极接触区的掺杂类型与所述浮空接触区的掺杂类型相同。

14、可选地,所述阳极接触区与所述阴极接触区之间pn结的开启电压大于所述第一缓冲区与所述第二缓冲区之间pn结的开启电压。

15、可选地,所述阳极接触区与所述阴极接触区之间的界面位于所述第二接触区的上方,且所述阳极接触区和所述阴极接触区之间的界面与所述第二接触区远离所述基区的侧壁间隔预设距离。

16、可选地,所述隔离层的材质包括氧化硅、氮化硅、氧化铝中的一种。

17、本专利技术还提供了一种逆导型ligbt器件的制备方法,包括:

18、提供一半导体结构,所述半导体结构包括依次层叠的衬底、介电层及第一导电类型外延层;

19、于所述外延层的上表层形成发射极结构,所述发射极结构包括第二导电类型基区、第一导电类型发射区及第二导电类型第一接触区;

20、于所述外延层的上表层形成与所述发射极结构间隔设置的集电极结构,所述集电极结构包括第一导电类型第一缓冲区、位于所述第一缓冲区上表层的第二导电类型第二缓冲区及位于所述第二缓冲区的上表层的第二导电类型集电区,所述基区与所述第一缓冲区之外的所述外延层作为漂移区;

21、于所述外延层的上表层分别形成第一导电类型浮空接触区及第一导电类型第二接触区,所述浮空接触区与所述第二缓冲区远离所述基区的侧壁间隔预设距离,所述第二接触区位于所述第二缓冲区中且与所述集电区远离所述基区的侧壁邻接;

22、于所述发射区与所述漂移区之间的所述基区的显露表面形成栅结构,形成覆盖所述集电区与所述浮空接触区之间的所述外延层显露表面的隔离层,并于所述隔离层的上表面形成包括阳极接触区及阴极接触区的二极管结构,所述二极管结构、所述隔离层、所述浮空接触区及所述第二接触区构成mos结构;

23、形成与所述发射区和所述第一接触区电连接的发射极,形成与所述栅结构电连接的栅极,形成分别与所述集电区、所述第二接触区及所述阳极接触区电连接的集电极,形成分别与所述浮空接触区及所述阴极接触区电连接的浮空电极。

24、如上所述,本专利技术的逆导型ligbt器件及其制备方法通过设置由所述第二接触区、所述第二缓冲区、所述第一缓冲区、所述浮空接触区、所述隔离层及所述二极管结构构成的mos结构,且所述第二接触区位于所述第二缓冲区的上表层并与所述集电区远离基区的侧壁,所述二极管结构的开本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种逆导型LIGBT器件,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的逆导型LIGBT器件,其特征在于:所述基区位于所述外延层的上表层,所述发射区与所述第一接触区相互邻接且位于所述基区的上表层,所述发射区远离所述第一接触区的侧壁与所述基区的侧壁间隔预设距离。

3.根据权利要求1所述的逆导型LIGBT器件,其特征在于:所述第二缓冲区的侧壁与所述第一缓冲区的侧壁间隔预设距离。

4.根据权利要求1所述的逆导型LIGBT器件,其特征在于:所述第二缓冲区与所述浮空接触区的侧壁之间的距离不大于所述第二缓冲区与所述第一缓冲区的侧壁之间的距离。

5.根据权利要求1所述的逆导型LIGBT器件,其特征在于:所述浮空电极与所述阴极接触区的接触类型为欧姆接触,所述集电极与所述阳极接触区的接触类型为欧姆接触。

6.根据权利要求1所述的逆导型LIGBT器件,其特征在于:所述阳极接触区的掺杂类型所述集电区的掺杂类型相同,所述阴极接触区的掺杂类型与所述浮空接触区的掺杂类型相同。

7.根据权利要求1所述的逆导型LIGBT器件,其特征在于:所述阳极接触区与所述阴极接触区之间PN结的开启电压大于所述第一缓冲区与所述第二缓冲区之间PN结的开启电压。

8.根据权利要求1所述的逆导型LIGBT器件,其特征在于:所述阳极接触区与所述阴极接触区之间的界面位于所述第二接触区的上方,且所述阳极接触区和所述阴极接触区之间的界面与所述第二接触区远离所述基区的侧壁间隔预设距离。

9.根据权利要求1所述的逆导型LIGBT器件,其特征在于:所述隔离层的材质包括氧化硅、氮化硅、氧化铝中的一种。

10.一种逆导型LIGBT器件的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

...

【技术特征摘要】

1.一种逆导型ligbt器件,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的逆导型ligbt器件,其特征在于:所述基区位于所述外延层的上表层,所述发射区与所述第一接触区相互邻接且位于所述基区的上表层,所述发射区远离所述第一接触区的侧壁与所述基区的侧壁间隔预设距离。

3.根据权利要求1所述的逆导型ligbt器件,其特征在于:所述第二缓冲区的侧壁与所述第一缓冲区的侧壁间隔预设距离。

4.根据权利要求1所述的逆导型ligbt器件,其特征在于:所述第二缓冲区与所述浮空接触区的侧壁之间的距离不大于所述第二缓冲区与所述第一缓冲区的侧壁之间的距离。

5.根据权利要求1所述的逆导型ligbt器件,其特征在于:所述浮空电极与所述阴极接触区的接触类型为欧姆接触,所述集电极与所述阳极接触区的接触类型为欧姆接触。

6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员:秦海峰马先东李露王梦媛
申请(专利权)人:华润微电子重庆有限公司
类型:发明
国别省市:

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