申请/专利权人：电子科技大学

申请日：2024-05-05

公开（公告）日：2024-07-05

公开（公告）号：CN118299409A

主分类号：H01L29/739

分类号：H01L29/739;H01L29/06;H01L29/40

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.07.23#实质审查的生效;2024.07.05#公开

摘要：本发明属于功率半导体技术领域，涉及一种具有双层浮空场板和集成MOS自适应控制的SOILIGBT。本发明的主要特征在于：在SOILIGBT阴极侧集成2个MOS管，且通过氧化隔离槽互相隔离，在漂移区表面采用间断的双层浮空场板。正向导通时，集成MOS自适应控制SOILIGBT寄生二极管开启，有效降低器件的导通压降；正向关断时，集成MOS自适应控制SOILIGBT寄生二极管截止，退出电导调制。随着耗尽区扩展，集成MOS自适应控制SOILIGBT沟道电子的注入迅速降低，有效降低关断损耗；短路状态下，集成MOS自适应控制阴极N+电位升高，降低阴极N+电子电流，抑制闩锁效应。阻断状态下，双层浮空场板优化器件的表面电场，在维持耐压等级不变的情况下，进一步降低器件的导通压降和关断损耗。

主权项：1.具有双层浮空场板和集成MOS自适应控制的SOILIGBT，包括自下而上依次层叠设置的P衬底1、埋氧层2和N漂移区3；沿器件横向方向，所述的N漂移区3上层从一侧到另一侧依次具有集成MOS结构、阴极结构、栅极结构、场板结构和阳极结构；其特征在于，所述集成MOS结构包括第一MOS和第二MOS；所述第一MOS和第二MOS通过第二介质隔离槽16隔离，所述第一MOS与阴极结构通过第一介质隔离槽11隔离，且第一介质隔离槽11和第二介质隔离槽16从表面沿器件垂直方向向下贯穿N漂移区3后与埋氧层2接触；所述第一MOS包括第一P+源区12、第一P+漏区13、第一P+源区12、第一P+漏区13和第一平面栅14，第二MOS包括第二P+源区17、第二P+漏区18、P沟道区19、第二P+源区17、第二P+漏区18和第二平面栅15；所述第一P+源区12和第一P+漏区13位于第一介质隔离槽11和第二介质隔离槽16之间的N漂移区3上层两端，第一平面栅14位于第一P+源区12和第一P+漏区13之间的N漂移区3上表面，并且第一P+源区12和第一P+漏区13的部分上表面与第一平面栅14的底部接触；所述第二P+源区17和第二P+漏区18位于第二介质隔离槽16远离第一介质隔离槽11一侧的N漂移区3上层两端，第二平面栅15位于第二P+源区17和第二P+漏区18之间的N漂移区3上表面，并且第二P+源区17和第二P+漏区18的部分上表面与第二平面栅15的底部接触；所述沟道区19位于第二平面栅15下方，其两侧分别与第二P+源区17和第二P+漏区18接触；所述第一P+源区12第二P+源区17与第一介质隔离槽11第二介质隔离槽16接触；所述第一P+漏区13与第二介质隔离槽16接触；所述阴极结构包括P阱区5、P+区8和N+区7；所述P阱区5和第一介质隔离槽11接触，且位于N漂移区3上层；所述P+区8和N+区7相互接触并列位于P阱区5上表面，所述P+区8和第一介质隔离槽11接触，所述N+区7在靠近N漂移区3的一侧；所述栅极结构为平面栅结构，包括第一平面栅介质9和第一平面栅多晶硅10；所述第一平面栅介质9一端覆盖于N+区7的部分上表面和P阱区5的上表面，另一端覆盖于部分N漂移区3的上表面并与介质层20接触；所述第一平面栅多晶硅10覆盖在第一平面栅介质9的上表面并部分延伸至介质层20的上表面；所述场板结构位于栅极结构和N型缓冲层4之间的N漂移区3上表面，包括介质层20和位于其上的间断的双层浮空场板；所述介质层20左端与第一平面栅介质9接触，其右端延伸至N型缓冲层4上表面；所述间断的双层浮空场板自下而上包括由多个浮空多晶硅场板组成的浮空多晶硅场板群21和由多个浮空金属场板组成的浮空金属场板群22；所述浮空多晶硅场板群21沿器件横向方向在介质层20上表面等距分布；所述浮空金属场板群22和浮空多晶硅场板群21相互交叠，浮空金属场板群22沿器件横向方向等距排列在浮空多晶硅场板群21上方；所述阳极结构包括N型缓冲层4和P+阳极区6；所述N型缓冲层4位于N漂移区3上层另一端，所述P+阳极区6位于N型缓冲层4上层，P+阳极区6的引出端为阳极；所述第一平面栅多晶硅10和第一平面栅14的共同引出端为栅极；所述第一P+漏区13和第二P+漏区18共同引出端为阴极；所述N+区7和第二P+源区17的引出端用浮空欧姆接触连接；所述P+区8和第一P+源区12的引出端用浮空欧姆接触连接；所述浮空金属场板群22中靠近阴极一侧的浮空金属场板和第二平面栅15的引出端用浮空欧姆接触连接。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 电子科技大学 具有双层浮空场板和集成MOS自适应控制的SOI LIGBT

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD