[发明专利]一种集成表面和体内反并联二极管的LIGBT器件

说明书

本发明提出一种集成表面和体内反并联二极管的LIGBT器件，属于功率半导体技术领域。本发明的LIGBT器件集成了表面和体内双二极管，其中P+表面层为阳极，P型浮空层为漂移区，N‑隔离区为漂移区，N+表面层为阴极，构成表面二极管结构；P+表面层为阳极，P‑top区域为漂移区，N型漂移区和N‑隔离区为漂移区，N+表面层为阴极，构成体内二极管结构。该器件正向导通时，空穴可以通过体内二极管抽取，降低了器件的饱和电流密度，增强了器件的短路安全工作特性；反向导通时，体内和表面二极管同时承担反向电流；在关断时刻，体内二极管抽取存储的载流子，减小关断时间和关断损耗。

技术领域

本发明属于功率半导体器件领域，涉及一种集成表面和体内反并联二极管的LIGBT器件。

背景技术

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)是一种MOSFET和BJT管相结合的双极性半导体功率器件，具有导通压降低、驱动功耗低和工作频率高等优点，被广泛应用于通信技术、新能源设备和各类消费电子领域，是电子电力系统的核心器件。其中LIGBT(Lateral Insulated Gate Bipolar Transistor，横向绝缘栅双极型晶体管)易于集成在Si基上，通常应用在SOI基的功率智能系统中，是双极性半导体器件的典型代表。

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LIGBT(Reverse-Conducting Lateral Insulated Gate BipolarTransistor,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LIGBT在使用中仍然存在着一些不可忽视的缺点：例如在关断阶段，漂移区中含有大量的载流子需要被抽取，没有载流子抽取通道，载流子只能通过复合消失，造成了较长的关断时间，以及拖尾电流，对器件的使用造成影响。目前，LIGBT的结构优化方案主要可以归纳为以下三个方面：1.阳极优化，主要目的是控制阳极空穴的注入效率；2.阴极优化，主要目的是增加导通态下阴极一侧的载流子浓度；3.漂移区优化，主要目的是提高器件耐压以及提高载流子抽取速度。

因此为了能够更好的促进LIGBT的应用，需要对LIGBT进行进一步改进，以优化LIGBT的各种性能，从而加强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表面和体内反并联二极管的LIGBT器件。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种集成表面和体内反并联二极管的LIGBT器件，从上至下分为二极管区域和LIGBT区域，二极管区域又分为表面二极管区域和体内二极管区域；