[發(fā)明專利]具有二極管鉗位載流子存儲層的SOI LIGBT器件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910316577.6
• 申請日: 2019-04-19
• 公開（公告）號: CN109888007B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 易波;藺佳;楊瑞豐;彭一峰
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L29/06
• 代理公司: 成都正華專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51229
• 代理人: 陳選中

1.具有二極管鉗位載流子存儲層的SOI LIGBT器件，其特征在于，包括半導(dǎo)體襯底(1)、位于半導(dǎo)體襯底(1)上的埋氧層區(qū)(2)以及位于所述埋氧層區(qū)(2)上的半導(dǎo)體層；

所述半導(dǎo)體層包括P型半導(dǎo)體基區(qū)(3)、柵極區(qū)、N型載流子存儲區(qū)(6)、表面耐壓區(qū)(7)、P型電場屏蔽區(qū)(13)、N型半導(dǎo)體緩沖區(qū)(15)以及P型集電區(qū)(16)，所述P型半導(dǎo)體基區(qū)(3)和柵極區(qū)位于半導(dǎo)體層一側(cè)，所述N型半導(dǎo)體緩沖區(qū)(15)位于半導(dǎo)體層另一側(cè)，所述N型載流子存儲區(qū)(6)位于P型半導(dǎo)體基區(qū)(3)旁，所述P型電場屏蔽區(qū)(13)位于柵極區(qū)旁，所述表面耐壓區(qū)(7)位于N型載流子存儲區(qū)(6)、P型電場屏蔽區(qū)(13)和N型半導(dǎo)體緩沖區(qū)(15)之間，所述P型集電區(qū)(16)設(shè)置于N型半導(dǎo)體緩沖區(qū)(15)頂部一側(cè)；

所述柵極區(qū)包括平面柵極區(qū)和立體槽柵區(qū)，所述平面柵極區(qū)由柵介質(zhì)層(8)、柵極金屬(9)和多晶硅柵區(qū)(14)組成，所述立體槽柵區(qū)與P型半導(dǎo)體基區(qū)(3)接觸，所述立體槽柵區(qū)由深入半導(dǎo)體層的深槽構(gòu)成，所述深槽包括柵介質(zhì)層(8)、位于深槽內(nèi)被柵介質(zhì)層(8)包圍的多晶硅柵區(qū)(14)以及覆蓋了部分多晶硅柵區(qū)(14)的柵極金屬(9)；

所述P型半導(dǎo)體基區(qū)(3)被立體槽柵區(qū)分隔為四個不同的子區(qū)，其中：

第一子區(qū)作為LIGBT溝道基區(qū)，且第一子區(qū)內(nèi)分別設(shè)置有一個重?fù)诫sN型半導(dǎo)體區(qū)(4)和一個重?fù)诫sP型半導(dǎo)體區(qū)(5)，所述重?fù)诫sN型半導(dǎo)體區(qū)(4)作為LIGBT溝道基區(qū)的源極區(qū)，所述重?fù)诫sP型半導(dǎo)體區(qū)(5)作為LIGBT溝道基區(qū)的歐姆接觸區(qū)，部分所述重?fù)诫sN型半導(dǎo)體區(qū)(4)和部分所述重?fù)诫sP型半導(dǎo)體區(qū)(5)上覆蓋有發(fā)射極金屬(10)；所述第一子區(qū)表面還設(shè)置有平面柵極區(qū)，所述平面柵極區(qū)的柵介質(zhì)層(8)覆蓋了部分重?fù)诫sN型半導(dǎo)體區(qū)(4)、P型半導(dǎo)體基區(qū)(3)和部分N型載流子存儲區(qū)(6)，所述柵介質(zhì)層(8)上表面從下至上依次覆蓋有多晶硅柵區(qū)(14)和柵極金屬(9)；

第二子區(qū)內(nèi)分別設(shè)置有一個重?fù)诫sN型半導(dǎo)體區(qū)(4)和一個重?fù)诫sP型半導(dǎo)體區(qū)(5)，所述第二子區(qū)的重?fù)诫sN型半導(dǎo)體區(qū)(4)作為第一二極管的陰極歐姆接觸區(qū)，所述第二子區(qū)的重?fù)诫sP型半導(dǎo)體區(qū)(5)作為第一二極管的陽極歐姆接觸區(qū)，所述第一二極管的陰極歐姆接觸區(qū)與發(fā)射極金屬(10)連接；

第三子區(qū)內(nèi)分別設(shè)置有一個重?fù)诫sN型半導(dǎo)體區(qū)(4)和一個重?fù)诫sP型半導(dǎo)體區(qū)(5)，所述第三子區(qū)的重?fù)诫sN型半導(dǎo)體區(qū)(4)作為第二二極管的陰極歐姆接觸區(qū)，所述第三子區(qū)的重?fù)诫sP型半導(dǎo)體區(qū)(5)作為第二二極管的陽極歐姆接觸區(qū)，所述第二二極管的陰極歐姆接觸區(qū)通過第一浮空金屬(11)與第一二極管的陽極歐姆接觸區(qū)連接；

第四子區(qū)通過第二浮空金屬(12)與第二二極管的陽極歐姆接觸區(qū)連接，所述第四子區(qū)與P型電場屏蔽區(qū)(13)相連，所述第四子區(qū)與P型電場屏蔽區(qū)(13)將立體槽柵區(qū)靠近表面耐壓區(qū)(7)的一側(cè)部分包圍，所述第四子區(qū)與P型電場屏蔽區(qū)(13)共同構(gòu)成一個電場屏蔽區(qū)。