[发明专利]横向绝缘栅双极型晶体管及其制造方法

说明书

本发明涉及一种横向绝缘栅双极型晶体管，包括衬底、衬底上的阳极端和阴极端，以及位于阳极端与阴极端之间的漂移区和栅极，阳极端包括衬底上的P型埋层、P型埋层上的N型缓冲区以及N型缓冲区表面的P+集电区；横向绝缘栅双极型晶体管还包括与阳极端邻接的沟槽栅极，沟槽栅极从N型缓冲区和P+集电区表面贯穿至P型埋层，沟槽栅极包括沟槽内表面的氧化层和填充于氧化层内的多晶硅。本发明还涉及一种横向绝缘栅双极型晶体管的制造方法。本发明当LIGBT关断时，集电极的P+区与沟槽栅极为反向偏置，寄生PMOS开启并处于放大状态，开始抽取漂移区中残余的少子空穴，通过栅氧的厚度可控制器件耐压，并保证较快的开关速度，达到快速关断的目的。

技术领域

本发明涉及半导体工艺，特别是涉及一种横向绝缘栅双极型晶体管，还涉及一种横向绝缘栅双极型晶体管的制造方法。

背景技术

横向绝缘栅双极型晶体管(Lateral Insulated-Gate Bipolar Transistor,LIGBT)常用于高压功率驱动集成电路的输出级。在电导调制效应带来低导通压降的同时，会伴随漂移区中由于残留少子导致的关断时间偏长的问题，因此如何在开态压降和关断时间之间取得平衡，成为LIGBT器件持续改进的方向。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够快速关断的横向绝缘栅双极型晶体管。

一种横向绝缘栅双极型晶体管，包括衬底、衬底上的阳极端和阴极端，以及位于阳极端与阴极端之间的漂移区和栅极，所述阳极端包括衬底上的P型埋层、P型埋层上的N型缓冲区以及N型缓冲区表面的P+集电区；所述横向绝缘栅双极型晶体管还包括与阳极端邻接的沟槽栅极，所述沟槽栅极从N型缓冲区和P+集电区表面贯穿至所述P型埋层，所述沟槽栅极包括沟槽内表面的氧化层和填充于所述氧化层内的多晶硅。

在其中一个实施例中，所述P型埋层和N型缓冲区之间被所述漂移区分隔开。

在其中一个实施例中，所述横向绝缘栅双极型晶体管为绝缘体上硅型横向绝缘栅双极型晶体管，所述横向绝缘栅双极型晶体管还包括位于衬底和漂移区之间的埋氧层，所述P型埋层设于所述埋氧层上，所述衬底为P型衬底，所述漂移区为N型漂移区。

在其中一个实施例中，所述阴极端包括衬底上的P型体区，以及P型体区表面的P+区和N+区。

在其中一个实施例中，所述阴极端还包括阴极金属，所述栅极包括栅氧化层和栅氧化层上的多晶硅栅。

还有必要提供一种横向绝缘栅双极型晶体管的制造方法。

一种横向绝缘栅双极型晶体管的制造方法，包括下列步骤：提供形成有漂移区的衬底；高能离子注入P型离子在漂移区内形成P型埋层；在所述P型埋层上方注入N型离子，形成N型缓冲区；热推阱使注入的P型离子和N型离子扩散；注入P型离子并热退火形成P型体区；光刻并刻蚀形成自所述N型缓冲区表面贯穿至所述P型埋层的深槽；在所述深槽的内表面形成氧化层；在所述氧化层内填充多晶硅；离子注入形成N型缓冲区表面的P+集电区，以及所述P型体区表面的P+区和N+区，所述P+集电区与所述氧化层接触。

在其中一个实施例中，所述光刻并刻蚀形成自所述N型缓冲区表面贯穿至所述P型埋层的深槽的步骤是采用反应离子刻蚀工艺进行刻蚀。

在其中一个实施例中，所述在所述深槽的内表面形成氧化层的步骤是通过热氧化形成栅氧层，所述在所述氧化层内填充多晶硅的步骤是通过淀积工艺形成多晶硅栅。

在其中一个实施例中，所述提供形成有漂移区的衬底的步骤中，漂移区与衬底之间还形成有埋氧层；所述高能离子注入P型离子在漂移区内形成P型埋层的步骤中，P型埋层是形成于所述埋氧层上。

在其中一个实施例中，所述高能离子注入P型离子在漂移区内形成P型埋层的步骤中，注入的离子为硼离子。