[發(fā)明專利]具有橫向絕緣柵極雙極性晶體管的功率元件及其制造方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010541819.4 | 申請日： | 2020-06-15 |
| 公開（公告）號： | CN113451297A | 公開（公告）日： | 2021-09-28 |
| 發(fā)明（設計）人： | 黃志豐;林容生 | 申請（專利權(quán)）人： | 立锜科技股份有限公司 |
| 主分類號： | H01L27/06 | 分類號： | H01L27/06;H01L27/02 |
| 代理公司： | 中原信達知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11219 | 代理人： | 李蘭;孫志湧 |
| 地址： | 中國臺灣新*** | 國省代碼： | 臺灣;71 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 具有 橫向 絕緣 柵極 極性 晶體管 功率 元件 及其 制造 方法 | ||
1.一種功率元件，形成于一半導體基板上，用以驅(qū)動一馬達，包含：
一橫向絕緣柵極雙極性晶體管；
一PN二極管，與該橫向絕緣柵極雙極性晶體管并聯(lián)；以及
一鉗位二極管，具有一鉗位順向端與一鉗位反向端，分別電連接于該橫向絕緣柵極雙極性晶體管的一漏極與一柵極，以限制施加于該柵極的一柵極電壓不高于一預設電壓閾值。
2.如權(quán)利要求1所述的功率元件，其中該PN二極管包括：
一第一N型區(qū)，形成于該半導體基板上的一外延層中；
一第一P型區(qū)，形成于該第一N型區(qū)中；
一第一N型延伸區(qū)，形成于該第一N型區(qū)中，且該第一N型延伸區(qū)與該第一P型區(qū)由該第一N型區(qū)隔開；
一第一反向端，具有N型導電型，形成于該第一N型延伸區(qū)中，用以作為該第一N型延伸區(qū)的電性接點；以及
一第一順向端，具有P型導電型，形成于該第一P型區(qū)中，用以作為該第一P型區(qū)的電性接點。
3.如權(quán)利要求2所述的功率元件，其中該橫向絕緣柵極雙極性晶體管包括：
一第二N型區(qū)，形成于該半導體基板上的該外延層中；
一第二P型區(qū)，形成于該第二N型區(qū)中；
該漏極，具有N型導電型，形成于該第二P型區(qū)中；
一P型接觸極，形成于該第二P型區(qū)中，以作為該第二P型區(qū)的電性接點；
該柵極，形成于該外延層上，其中部分該柵極連接于該第二P型區(qū)之上；
一第二N型延伸區(qū)，形成于該第二N型區(qū)中，且該第二N型延伸區(qū)與該第二P型區(qū)由該第二N型區(qū)隔開；以及
一發(fā)射極，具有P型導電型，形成于該第二N型延伸區(qū)中。
4.如權(quán)利要求3所述的功率元件，其中該鉗位二極管為一齊納二極管，其包括：
一第三P型區(qū)，形成于該半導體基板上的該外延層中；
一第二順向端，具有P型導電型，形成于該第三P型區(qū)中，用以作為該鉗位順向端，及該第三P型區(qū)的電性接點；
一第三N型延伸區(qū)，形成于該第三P型區(qū)中；以及
一第二反向端，具有N型導電型，形成于該第三N型延伸區(qū)中，用以作為該鉗位反向端，及該第三N型延伸區(qū)的電性接點。
5.如權(quán)利要求4所述的功率元件，其中該齊納二極管還包括一N型調(diào)整區(qū)，形成于該外延層中的上表面下并連接上表面，且該N型調(diào)整區(qū)于該上表面上介于該第三P型區(qū)與該第三N型延伸區(qū)之間，用以調(diào)整該第三P型區(qū)與該第三N型延伸區(qū)所形成的PN結(jié)的順向電壓。
6.如權(quán)利要求4所述的功率元件，其中該齊納二極管還包括一P型調(diào)整區(qū)，形成于該外延層中的上表面下并連接上表面，且該P型調(diào)整區(qū)于該上表面上介于該第三P型區(qū)與該第三N型延伸區(qū)之間，用以調(diào)整該第三P型區(qū)與該第三N型延伸區(qū)所形成的PN結(jié)的順向電壓。
7.如權(quán)利要求5或6中任一項所述的功率元件，其中該齊納二極管還包括一靜電防護區(qū)，具有N型導電型，形成于該外延層中的上表面下并連接上表面，且該靜電防護區(qū)于該上表面上介于該第三N型延伸區(qū)與該第二順向端之間，該靜電防護區(qū)用以與該第三P型區(qū)及該第三N型延伸區(qū)形成NPN晶體管，其中該靜電防護區(qū)與該第二順向端電連接。
8.如權(quán)利要求4所述的功率元件，其中該第一N型延伸區(qū)、該第二N型延伸區(qū)與該第三N型延伸區(qū)由相同的微影工藝步驟與離子注入工藝步驟同時形成；
其中該第一P型區(qū)與該第二P型區(qū)由相同的微影工藝步驟與離子注入工藝步驟同時形成；
其中該第一反向端、該漏極與該第二反向端由相同的微影工藝步驟與離子注入工藝步驟同時形成；
其中該第一順向端、該發(fā)射極、該P型接觸極與該第二順向端，由相同的微影工藝步驟與離子注入工藝步驟同時形成。
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H01L 半導體器件；其他類目中不包括的電固體器件
H01L27-00 由在一個共用襯底內(nèi)或其上形成的多個半導體或其他固態(tài)組件組成的器件
H01L27-01 .只包括有在一公共絕緣襯底上形成的無源薄膜或厚膜元件的器件
H01L27-02 .包括有專門適用于整流、振蕩、放大或切換的半導體組件并且至少有一個電位躍變勢壘或者表面勢壘的；包括至少有一個躍變勢壘或者表面勢壘的無源集成電路單元的
H01L27-14 . 包括有對紅外輻射、光、較短波長的電磁輻射或者微粒子輻射并且專門適用于把這樣的輻射能轉(zhuǎn)換為電能的，或適用于通過這樣的輻射控制電能的半導體組件的
H01L27-15 .包括專門適用于光發(fā)射并且包括至少有一個電位躍變勢壘或者表面勢壘的半導體組件
H01L27-16 .包括含有或不含有不同材料結(jié)點的熱電元件的；包括有熱磁組件的
