[發明專利]具有混合導電模式的橫向功率器件及其制備方法

有效

• 申請號: 201711026475.8
• 申請日: 2017-10-27
• 公開（公告）號: CN107808899B
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 張金平;崔曉楠;劉競秀;李澤宏;任敏;張波
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L29/06;H01L27/12;H01L21/84
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 敖歡;葛啟函

本發明提供一種具有混合導電模式的橫向功率器件及其制備方法，包括P型襯底、埋氧化層、N型漂移區、P型基區、N型緩沖區、N型源區、P型接觸區、P型集電極區、發射極、集電極、柵介質層、柵電極，N型漂移區表面具有N型條和P型條，N型條和P型條在器件漂移區表面垂直于溝道長度方向相間排列，N型條和P型條下方漂移區中具有P型RESURF層；N型條、P型條和P型RESURF層三者與N型緩沖區之間具有介質槽結構；N型條和P型條的濃度大于N型漂移區的濃度；介質槽結構的深度不小于N型條、P型條和P型集電極區的深度；本發明實現了表面SJ?LDMOS與LIGBT的混合導電，可以獲得更低的導通壓降，更高的耐壓，更快的開關速度，更低的關斷損耗，并消除了snapback效應，大大提升了器件性能。

技術領域

本發明屬于功率半導體器件技術領域，具體涉及一種具有混合導電模式的橫向功率半導體器件及其制備方法。

背景技術

橫向絕緣柵雙極晶體管(Lateral Insulated Gate Bipolar Transistor，LIGBT)是一種將橫向功率MOSFET和雙極晶體管兩者優點相結合而成的橫向功率器件，同時具備輸入阻抗高和導通壓降低的特點，被廣泛地應用在各種功率集成電路中。相比較傳統的基于體硅技術的器件，采用SOI技術制造的器件具有速度快、功耗低、集成密度高、抗閂鎖能力強、成本低、抗輻照性能好等諸多優點。因此，基于SOI材料的LIGBT器件也具有絕緣性能好、襯底泄漏電流低、寄生電容小及集成度高等優點，并且其制作工藝與SOI-CMOS工藝相兼容，容易實現，因此已成為功率集成電路的核心部件之一。LIGBT器件導通時由于漂移區內的電導調制效應，可以獲得低的導通壓降，但是在關斷時，由于漂移區中存儲的大量非平衡載流子的存在，使得關斷時間長，關斷損耗大。同時由于器件集電區PN結的存在，在器件正向導通時，在低集電極電壓區，在相同的電流密度下，LIGBT的導通壓降較LDMOS器件大，不利于器件損耗特性的減小。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種具有混合導電模式的橫向功率半導體器件及其制備方法。

為實現上述發明目的，本發明技術方案如下：

一種具有混合導電模式的橫向功率器件，包括從下至上依次設置的P型襯底1，埋氧化層2和N型漂移區3；所述N型漂移區3內部一端設有P型基區4，另一端設有N型緩沖區8；所述P型基區4內部上方設有N型源區5和P型接觸區6，所述N型緩沖區8內部上方設有P型集電極區9；所述P型接觸區6和部分N型源區5上方具有發射極10；所述P型集電極區9部分上表面具有集電極12；所述P型基區4上方還設置有柵介質層7，所述柵介質層7上方具有柵電極11，所述柵介質層7和柵電極11組成的柵極結構的長度大于P型基區4表面的長度，柵極結構兩端分別與N型源區5上表面和N型漂移區3上表面相接觸；所述N型漂移區3表面具有N型條13和P型條14，所述N型條13和P型條14在器件漂移區表面垂直于溝道長度方向相間排列，所述N型條13和P型條14下方漂移區中具有P型RESURF層16；所述N型條13、P型條14和P型RESURF層16三者與N型緩沖區8之間具有介質槽結構17；所述N型條13在靠近介質槽結構17一側上表面具有電極15，所述電極15與集電極12相連；所述N型條13和P型條14的濃度大于所述N型漂移區3的濃度；所述介質槽結構17的深度不小于N型條13、P型條14和P型集電極區9的深度。