[发明专利]一种集成LDMOS和LIGBT的复合型RC-LIGBT器件

说明书

本发明公开了一种集成LDMOS和LIGBT的复合型RC‑LIGBT器件，包括左右两边呈对称结构且共用一个发射极的LDMOS有源区以及LIGBT有源区；LDMOS有源区沟道受栅极Ⅰ控制，LIGBT有源区沟道受栅极Ⅱ控制，金属集电极Ⅰ与金属集电极Ⅱ相连。具有以下优点：在正向导通时消除snapback效应；由于LDMOS区中集电极N‑Collector的存在，在反向导通时使其具有反向导通能力，由于无集电极P‑Collector对电流的阻挡作用，复合型RC‑LIGBT的反向导通能力优于传统RC‑LIGBT。本发明的复合型RC‑LIGBT工艺与传统RC‑LIGT工艺兼容，只需要版图设计，无需额外工艺。

技术领域

本发明属于功率半导体器件领域，具体涉及一种集成LDMOS和LIGBT的复合型RC-LIGBT器件。

背景技术

LDMOS(Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor，横向扩散金属氧化物半导体)是一种常用的功率半导体器件；除了具有可显著提高器件的击穿电压的漂移区外；同时还具有开关速度快、易于集成、内部集成反并联的二极管等优点，被广泛应用于高压高频领域。但由于LDMOS在正向导通时只通过单一的电子导电，故存在电流密度低、正向导通电阻大等缺点。

LIGBT(Lateral Insulated Gate Bipolar Transistor，横向绝缘栅双极型晶体管)最初是由LDMOS改造而来，是一种集成了LDMOS和BJT管二者优点的复合型半导体器件，具有栅极电压控制、电流密度大、导通压降小等优势，目前已经被广泛应用于高铁动车、新能源装备和各类电子消费等领域。但是由于LIGBT不具备反向导通能力，因此在实际使用中通常都需要在LIGBT旁边并联一个反向的续流二极管以起到保护的作用。同时为了提高器件的集成度，降低制造成本，人们开始尝试将起保护作用的续流二极管集成在LIGBT的内部，将LIGBT部分集电极P-Collector用N-Collector替代，在晶体管内部集成了一个P-body/N-drift/N-Collector续流二极管，成为RC-LIGBT(Reverse-Conducting LateralInsulated Gate Bipolar Transistor,逆导型横向绝缘栅双极型晶体管)，这一改动不仅使器件具备了反向导通能力，而且大大减小了芯片的尺寸，能够降低生产成本。

传统的RC-LIGBT在使用中仍然存在着一些不可忽视的缺点：例如在正向导通时，初期由于集电极N-Collector的存在，从发射极注入漂移区的电子会首先通过N-collector流出集电极，此时只有电子导电，称为单极性导电模式；随着流过P-Collector(14)的电流逐渐增大，P-Collector和N-漂移区形成的PN结之间的电压V_PN会逐渐增大，当V_PN≥0.7V时，PN结导通，大量空穴从P-Collector注入N-漂移区，发生电导调制效应，使晶体管进入双极性导电模式，反映到正向导通曲线上时就会产生一个“电压回跳现象”，曲线上的电压和电流会产生突变，即出现负阻效应，又称snapback效应，该现象会带来一系列问题从而影响RC-LIGBT器件的可靠性，比如会造成局部电流过大，使器件无法正常工作甚至烧毁，进而导致整个电路的崩溃。

因此为了能够更好的促进RC-LIGBT的应用，需要对RC-LIGBT进行进一步改进，以避免snapback效应的出现，从而加强RC-LIGBT器件的可靠性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种集成LDMOS和LIGBT的复合型RC-LIGBT器件。

为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：

一种集成LDMOS和LIGBT的复合型RC-LIGBT器件，所述复合型RC-LIGBT器件包括左边的LDMOS有源区以及右边的LIGBT有源区，左右两边呈对称结构。