一種部分超結型薄層SOI LIGBT 器件的研究*

周 淼，湯 亮，何逸濤，陳 辰，周 鋅,4

（1.中國電子科技集團公司第五十八研究所，江蘇無錫 214035；2.株洲中車時代半導體有限公司，湖南株洲 412000；3.電子科技大學功率集成技術實驗室，成都 610054；4.電子科技大學廣東電子信息工程研究院，廣東東莞 523000）

1 引言

在過去幾十年里，功率集成電路由于被持續開發，已獲得了廣闊的應用發展前景。橫向高壓功率元件的電極多處于元件表面，能夠利用內部連接實現與其他集成電路以及元件之間的相互集成而驅動電路，已成為功率集成電路中使用較為廣泛的基本單元。橫向絕緣柵雙極型晶體管（LIGBT）具有電流特性好、輸入阻抗高、導通壓降低和集成難度低等優點［1-2］，被廣泛應用于信號系統、電源開關、家用電器和能源驅動等功率模塊中［3-5］，是典型的功率半導體器件。由于其優異的性能，業界對LIGBT 的深入研究也在不斷進行［6-7］。目前主要的研究方向是通過提出新器件結構來實現耐高壓、耐高溫、高頻以及抗輻照等實際應用，以提高SOI LIGBT 的性能。

常規SOI LIGBT 結構的耐壓一般不會超過600 V，針對這一問題，在前期研究［8］的基礎上，本研究提出了一種基于6 英寸晶圓、0.5 μm 工藝平臺的部分超結型薄硅層SOI 橫向絕緣柵雙極型晶體管（PSJ SOI LIGBT），并通過對器件場氧區域長度的調節，結合線性變摻雜工藝和超結工藝，實現了器件的高垂直方向耐壓以及低導通電阻。

2 器件結構和設計

目前常規的SOI LIGBT 器件面臨的問題中最受關注的是耐壓問題，尤其是其垂直方向耐壓較低。針對這一問題，LUO 等人［9］采用階梯漂移區結構，實現了最高535 V 的耐壓；……