[发明专利]一种低功耗绝缘体上硅横向绝缘栅双极型晶体管

摘要

本发明涉及功率半导体技术，特别涉及一种低功耗绝缘体上硅横向绝缘栅双极型晶体管。本发明对传统横向绝缘栅双极型晶体管的阴极区进行了改造，将器件分为MOS区和传统LIGBT结构区，MOS区分为第一NMOS区和第二MOS区，第一NMOS区和第二MOS区共用一个P+源极短路区。传统LIGBT结构区的栅极与第一NMOS的栅极通过金属互联作为本发明器件栅极，第一NMOS的N+漏区通过金属互联与传统LIGBT的N+源区连接，传统LIGBT的P+源区通过金属互联与第二N型MOS的栅极和漏极相连，传统LIGBT的N+源区通过金属互联与第一N型MOS的N+漏区相连，第一和第二NMOS的N+源区及共用的P+源极短路区通过金属短接作为本发明器件的阴极，传统LIGBT结构区的阳极作为本发明器件阳极。

主权项

1.一种低功耗横向绝缘栅双极型晶体管，其元胞结构包括P型衬底(1)、在P型衬底(1)上的埋氧(2)和在埋氧(2)上的N型外延层(3)，其特征在于，在N型外延层(3)上部一侧设有两个不相连的P型阱区，沿器件横向方向分别定义为第一P型阱区(4)和第二P型阱区(5)，第二P型阱区(5)位于靠近器件阳极一侧；在第一P型阱区(4)内部设有第一P型埋层(6)，在所述第一P型埋层(6)上方设有两个N型MOS管，两个N型MOS管共用一个第一P+源极短路区(11)，第一N型MOS区和第二NMOS区分别位于第一P+源极短路区(11)左右两侧，即第一P+源极短路区(11)位于第一P型阱区(4)上层中部；第一N型MOS区包括第一N+漏区(9)、第一N+源区(10)、第一栅氧化层(110)，其中第一N+源区(10)与第一P+源极短路区(11)接触，第一N+漏区(9)位于第一P型阱区(4)上层一侧；所述第一栅氧化层(110)的一端延伸到第一N+漏区(9)上表面，另一端延伸到第一N+源区(10)上表面，第一栅氧化层(110)上表面设有第一多晶硅栅极(120)；所述第一N+漏区(9)上方设有第一阴极金属(130)；所述第一N+源区(10)及第一P+源极短路区(11)上方设有第二阴极金属(131)；第二N型MOS区包括第二N+源区(12)、第二N+漏区(13)和第二栅氧化层(111)，其中第二N+源区(12)与第一P+源极短路区(11)接触，第二N+漏区(13)位于第一P型阱区(4)上层另一侧；所述第二N+源区(12)上方设有第二阴极金属(131)，所述第二栅氧化层(111)的一端延伸到第二N+漏区(13)上表面，另一端延伸到第二N+源区(12)上表面，第二栅氧化层(111)上表面设有第二多晶硅栅极(121)；所述第二N+漏极上方设有第三阴极金属(132)；在第二P型阱区(5)内部设有第二P型埋层(7)，在所述第二P型埋层(7)上部设有第二P+源极短路区(14)和第三N+源区(15)，且第二P+源极短路区(14)与第三N+源区(15)接触；在所述第二P+源极短路区(14)上方设有第四阴极金属(133)，在所述第三N+源区(15)上方设有第五阴极金属(135)；在所述第三P型阱区(5)上方设有第三栅氧化层(112)，第三栅氧化层(112)的一个边界延伸到第三N+源区(15)上方，另一个边界延伸到N型外延层(3)上方；在所述第三栅氧化层(112)上设有第三多晶硅栅极(122)；在外延层(3)上方远离第一P型阱区(4)和第二P型阱区(5)的一侧设有N型缓冲层(8)，在所述N型缓冲层(8)上层设有P+漏极(16)，在所述P+漏极(16)上方设有第一阳极金属(135)；所述第二阴极金属(131)为器件阴极；所述第一多晶硅栅极(120)与第三多晶硅栅极(122)通过金属互联作为器件栅极；所述第一阴极金属(130)通过金属互联与第五阴极金属(134)相连作为浮空欧姆电极；所述第二多晶硅栅(121)通过金属互联与第三阴极金属(132)及第四阴极金属(133)相连作为浮空欧姆电极；所述第一阳极金属(135)为器件阳极。