本發(fā)明屬于半導(dǎo)體功率器件技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是涉及一種橫向絕緣柵雙極型晶體管。

背景技術(shù)：

絕緣柵雙極型晶體管(igbt)是一種mos場(chǎng)效應(yīng)和雙極型晶體管復(fù)合的新型電力電子器件，它既有mosfet易于驅(qū)動(dòng)，控制簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，又有功率晶體管導(dǎo)通壓降低，通態(tài)電流大，損耗小的優(yōu)點(diǎn)，已成為中高功率電力電子領(lǐng)域的主流功率開(kāi)關(guān)器件，廣泛應(yīng)用在諸如通信、能源、交通、工業(yè)、醫(yī)學(xué)、家用電器及航空航天等國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。國(guó)際知名半導(dǎo)體公司，如abb，infineon(ir)，st，renesas，mitsubishi，fuji等相繼投入到igbt的研發(fā)和制造中。近年來(lái)，作為功率電子學(xué)的熱點(diǎn)領(lǐng)域，igbt更是獲得了美國(guó)、日本和歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)的高度重視。

igbt在導(dǎo)通過(guò)程中，電子經(jīng)過(guò)mos溝道進(jìn)入n型漂移區(qū)中，從而引起p型集電區(qū)向漂移區(qū)注入大量的空穴。因此，處于開(kāi)態(tài)的igbt漂移區(qū)中存儲(chǔ)有大量的過(guò)剩電子-空穴對(duì)，這些電子-空穴對(duì)形成電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，極大地降低了漂移區(qū)電阻，從而降低正向?qū)▔航祐ce。實(shí)際應(yīng)用中，為減小開(kāi)態(tài)損耗，總是希望vce越低越好。但vce越低意味著電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)越強(qiáng)烈，漂移區(qū)中過(guò)剩的電子-空穴對(duì)越多，這些大量的電子-空穴對(duì)在igbt關(guān)斷過(guò)程中需要被全部抽取和復(fù)合，從而導(dǎo)致關(guān)斷損耗eoff增加。vce與eoff是igbt的一組重要的折中關(guān)系，它直接關(guān)系到開(kāi)態(tài)損耗與關(guān)斷損耗的大小。igbt每一代產(chǎn)品的更迭，其中都包含對(duì)該折中關(guān)系的優(yōu)化。

目前，橫向功率器件廣泛采用絕緣層上硅(soi)技術(shù)，以減小寄生電容、抑制襯底電流、消除襯底引起的閂鎖效應(yīng)等。其典型的制備工藝包括注氧隔離simox技術(shù)、鍵合技術(shù)以及smart-cut技術(shù)等。橫向igbt(ligbt)由于柵驅(qū)動(dòng)功率小、電流處理能力強(qiáng)、易于集成的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于功率集成ic(pics)以及智能功率ic中，其基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。由于關(guān)斷過(guò)程需要抽取漂移區(qū)中的過(guò)剩載流子，導(dǎo)致其關(guān)斷時(shí)間較長(zhǎng)，關(guān)斷損耗較大，限制了ligbt在高頻領(lǐng)域的應(yīng)用。為改善ligbt的vce-eoff折中關(guān)系，最有效的方法是在關(guān)斷過(guò)程中增加電子抽取通路，以減小電流的下降時(shí)間，典型結(jié)構(gòu)為陽(yáng)極短路(sa-ligbt)結(jié)構(gòu)，如圖2所示。然而，該結(jié)構(gòu)在正向?qū)〞r(shí)，電子通過(guò)n+發(fā)射區(qū)5、p型體區(qū)4的表面溝道、低摻雜n型漂移區(qū)3、集電極n+區(qū)8到達(dá)集電極，形成寄生mos結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生電子電流通路，會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)通曲線呈現(xiàn)負(fù)阻現(xiàn)象，并減弱漂移區(qū)的電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，增大正向?qū)▔航?，不利于器件的?shí)際應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種高速低損耗的橫向絕緣柵雙極型晶體管。本發(fā)明在傳統(tǒng)陽(yáng)極短路ligbt結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，在器件漂移區(qū)內(nèi)集電極一端形成隔離介質(zhì)槽，在隔離介質(zhì)槽另一端形成集成pmos結(jié)構(gòu)，并使集成pmos結(jié)構(gòu)與陽(yáng)極短路n+區(qū)串聯(lián)，同時(shí)在集成pmos結(jié)構(gòu)的柵極和ligbt器件的發(fā)射極之間引入集成電容結(jié)構(gòu)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)通過(guò)集成pmos和電容形成的自偏置效應(yīng)，在器件導(dǎo)通時(shí)，集成pmos處于關(guān)斷狀態(tài)使陽(yáng)極短路結(jié)構(gòu)的電子電流通路被截?cái)?，并且集成pmos與igbt結(jié)構(gòu)相互隔離，因此本發(fā)明結(jié)構(gòu)具有與傳統(tǒng)ligbt相同的導(dǎo)通壓降并且在導(dǎo)通過(guò)程中不存在負(fù)阻現(xiàn)象；在器件關(guān)斷過(guò)程中，隨著集電極電壓的增加，利用集電極電壓的變化以及集成pmos和電容形成的自偏置效應(yīng)使集成pmos結(jié)構(gòu)自動(dòng)開(kāi)啟并導(dǎo)通，在集電極端形成電子電流通路，加快ligbt內(nèi)部的載流子抽取，從而提高器件的關(guān)斷速度，降低器件的關(guān)斷損耗；在阻斷狀態(tài)下，由于集電極為高電壓集成pmos結(jié)構(gòu)開(kāi)啟，在集電極端形成陽(yáng)極短路結(jié)構(gòu)，減低了p型集電區(qū)8/低摻雜n型漂移區(qū)3/p型體區(qū)4形成的三極管的增益，從而進(jìn)一步提高了器件的擊穿電壓。本發(fā)明結(jié)構(gòu)不僅適用于n型ligbt器件，也適用于p型ligbt器件，僅需將結(jié)構(gòu)中材料的摻雜類型進(jìn)行n和p的互換。為了描述方便以下僅以n型ligbt器件為例來(lái)說(shuō)明。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：如圖3所示，一種橫向絕緣柵雙極型晶體管，包括從下至上依次層疊設(shè)置的襯底1、絕緣層2和n型低摻雜漂移區(qū)3；所述n型低摻雜漂移區(qū)3上層兩側(cè)分別具有p型體區(qū)4和n型緩沖區(qū)7，所述p型體區(qū)4上層具有相互并列設(shè)置的p+接觸區(qū)6和n+發(fā)射區(qū)5，其中n+發(fā)射區(qū)5位于靠近n型緩沖區(qū)7的一側(cè)，所述n型緩沖區(qū)7中具有相互并列設(shè)置的p型集電區(qū)8和高摻雜n+區(qū)9，其中p型集電區(qū)8位于靠近p型體區(qū)4的一側(cè)；所述p+接觸區(qū)6和部分n+發(fā)射區(qū)5上表面具有發(fā)射極金屬電極130，所述p型體區(qū)4上表面具有第一柵極結(jié)構(gòu)，所述第一柵極結(jié)構(gòu)由第一柵介質(zhì)層110和位于第一柵介質(zhì)層110上表面的第一多晶硅柵電極120構(gòu)成，所述第一柵介質(zhì)層110的下表面與部分n+發(fā)射區(qū)5上表面、p型體區(qū)4上表面和部分n型低摻雜漂移區(qū)3上表面接觸；所述p型集電區(qū)8上表面具有集電極金屬電極131，其特征在于，在所述n型緩沖區(qū)7遠(yuǎn)離p型體區(qū)4一側(cè)的n型低摻雜漂移區(qū)3中具有隔離介質(zhì)槽101，所述隔離介質(zhì)槽101從上至下貫穿整個(gè)n型低摻雜漂移區(qū)3，所述隔離介質(zhì)槽101一側(cè)與n型緩沖區(qū)7和高摻雜n+區(qū)9相接觸；所述隔離介質(zhì)槽101另一側(cè)的n型低摻雜漂移區(qū)3表面具有第一p型區(qū)11，第二p型區(qū)12和n+區(qū)10，所述第一p型區(qū)11與隔離介質(zhì)槽101的側(cè)面相接觸，相互接觸的第二p型區(qū)12和n+區(qū)10位于相對(duì)于第一p型區(qū)11的另一端，所述第二p型區(qū)12位于靠近第一p型區(qū)11的一側(cè)；所述n+區(qū)10和部分第二p型區(qū)12上表面具有第一金屬電極132，所述第一金屬電極132與集電極金屬電極131電氣連接；所述隔離介質(zhì)槽101表面、部分高摻雜n+區(qū)9表面和部分第一p型區(qū)11表面具有第二金屬電極133；所述第一p型區(qū)11和第二p型區(qū)12之間的n型低摻雜漂移區(qū)3上表面具有第二柵極結(jié)構(gòu)，所述第二柵極結(jié)構(gòu)由第二柵介質(zhì)層111和位于第二柵介質(zhì)層111上表面的第二多晶硅電極121構(gòu)成，所述第二柵介質(zhì)層111的下表面與部分第一p型區(qū)11上表面、n型低摻雜漂移區(qū)3上表面和部分第二p型區(qū)12上表面接觸；所述第二多晶硅電極121和發(fā)射極金屬電極130之間通過(guò)電容141電氣連接。

上述方案為本發(fā)明總的技術(shù)方案，在上述方案中，可根據(jù)實(shí)際需要調(diào)節(jié)n型低摻雜漂移區(qū)3的濃度和厚度使n型低摻雜漂移區(qū)3在器件擊穿之前全耗盡，并使隔離介質(zhì)槽101兩側(cè)n型低摻雜漂移區(qū)3的濃度不同，使集成pmos結(jié)構(gòu)一側(cè)的濃度大于igbt側(cè)的濃度，使隔離介質(zhì)槽101集成pmos結(jié)構(gòu)一側(cè)的擊穿電壓不小于igbt側(cè)的擊穿電壓；也可根據(jù)實(shí)際需要調(diào)節(jié)連接電容141的大小和介質(zhì)層111的厚度和材料，以及介質(zhì)層111下n型低摻雜漂移區(qū)3表面的濃度，使由n+區(qū)10、第二p型區(qū)12、介質(zhì)層111、多晶硅電極121、n型低摻雜漂移區(qū)3以及第一p型區(qū)11形成的pmos在器件的導(dǎo)通狀態(tài)下關(guān)斷，在器件關(guān)斷過(guò)程中開(kāi)啟；還可調(diào)整第一p型區(qū)11，第二p型區(qū)12和n+區(qū)10的相對(duì)位置，使第一p型區(qū)11，第二p型區(qū)12和n+區(qū)10在垂直于水平方向的器件寬度方向排列，即由n+區(qū)10、第二p型區(qū)12、介質(zhì)層111、多晶硅電極121以及第一p型區(qū)11形成的pmos的溝道方向垂直于p型體區(qū)4形成的mos溝道方向。還可根據(jù)實(shí)際需要器件的mos溝道的寬度，使由n+區(qū)10、第二p型區(qū)12、介質(zhì)層111、多晶硅電極121、n型低摻雜漂移區(qū)3以及第一p型區(qū)11形成的pmos的溝道寬度小于p型體區(qū)4形成的mos溝道的寬度。

進(jìn)一步的，上述方案中，所述電容141可以通過(guò)表面布線時(shí)由多晶硅電極121和發(fā)射極金屬電極130之間形成的寄生電容形成，也可通過(guò)在n型低摻雜漂移區(qū)3中或表面布線的金屬層中通過(guò)集成電容形成，并且所述電容141在器件擊穿之前不會(huì)擊穿。

進(jìn)一步的，如圖4所示，由n+區(qū)10、第二p型區(qū)12、介質(zhì)層111、多晶硅電極121、n型低摻雜漂移區(qū)3以及第一p型區(qū)11形成的pmos形成在位于n型低摻雜漂移區(qū)3表面的n型阱區(qū)13中，n型阱區(qū)13的濃度大于n型低摻雜漂移區(qū)3的濃度。

進(jìn)一步的，如圖5所示，所述第一金屬電極132與第二多晶硅電極121之間具有齊納二極管151，其中齊納二極管151的陰極接第一金屬電極132和集電極金屬電極131，齊納二極管151的陽(yáng)極接第二多晶硅電極121和電容141；所述齊納二極管151的穩(wěn)壓值大于pmos的閾值電壓絕對(duì)值，并且所述齊納二極管151通過(guò)多晶硅層集成在同一器件表面。

進(jìn)一步的，所述集成齊納二極管151由多個(gè)串聯(lián)的集成二極管替代，二極管串的陽(yáng)極接第一金屬電極132和集電極金屬電極131，陰極接第二多晶硅電極121和電容141；并且二極管串的開(kāi)啟電壓值大于pmos的閾值電壓絕對(duì)值。

更進(jìn)一步的，在二極管串的兩端反并聯(lián)一個(gè)集成齊納二極管或二極管。

本發(fā)明中柵介質(zhì)層110，介質(zhì)層111的厚度和材料可以相同也可以不同，所用的材料可以是二氧化硅(sio2)，也可以是三氧化二鋁(al2o3)，二氧化鉿(hfo2)或者氮化硅(si3n4)等高k材料；器件所用半導(dǎo)體材料可采用硅(si)、碳化硅(sic)、砷化鎵(gaas)或者氮化鎵(gan)等予以實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明的有益效果是：在導(dǎo)通狀態(tài)下，本發(fā)明結(jié)構(gòu)具有與傳統(tǒng)ligbt相同的工作狀況，具有相同的導(dǎo)通壓降并且在導(dǎo)通過(guò)程中不存在負(fù)阻現(xiàn)象；在阻斷狀態(tài)下，具有更高的擊穿電壓；同時(shí)在關(guān)斷過(guò)程中，具有更快的關(guān)斷速度和更低的關(guān)斷損耗。

附圖說(shuō)明

圖1是傳統(tǒng)的橫向絕緣柵雙極型晶體管示意圖；

圖2是傳統(tǒng)的陽(yáng)極短路橫向絕緣柵雙極型晶體管示意圖；

圖3是實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖1-圖5中：1為p型襯底、2為氧化層、3為低摻雜n型漂移區(qū)、4為p型體區(qū)、5為n+發(fā)射區(qū)、6為高摻雜p+區(qū)、7為n型緩沖層、8為p型集電區(qū)、9為高摻雜n+區(qū)、10為高摻雜n+區(qū)、11為p型區(qū)、12為p型區(qū)、13為n型阱區(qū)、101為隔離介質(zhì)槽、110為柵介質(zhì)層、111為第一介質(zhì)層、120為柵電極、121為多晶硅電極、130為發(fā)射極金屬電極、131為集電極金屬電極、132為第一金屬電極、133為第二金屬電極、141為電容、151為齊納二極管。

圖6是本發(fā)明提供的一種橫向絕緣柵雙極型晶體管制備工藝基本流程；

圖7-圖13是本發(fā)明提供的一種橫向絕緣柵雙極型晶體管制備過(guò)程中獲得的器件結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。

實(shí)施例1

如圖3所示，為本例的結(jié)構(gòu)示意圖，包括從下至上依次層疊設(shè)置的襯底1、絕緣層2和n型低摻雜漂移區(qū)3；所述n型低摻雜漂移區(qū)3上層兩側(cè)分別具有p型體區(qū)4和n型緩沖區(qū)7，所述p型體區(qū)4上層具有相互并列設(shè)置的p+接觸區(qū)6和n+發(fā)射區(qū)5，其中n+發(fā)射區(qū)5位于靠近n型緩沖區(qū)7的一側(cè)，所述n型緩沖區(qū)7中具有相互并列設(shè)置的p型集電區(qū)8和高摻雜n+區(qū)9，其中p型集電區(qū)8位于靠近p型體區(qū)4的一側(cè)；所述p+接觸區(qū)6和部分n+發(fā)射區(qū)5上表面具有發(fā)射極金屬電極130，所述p型體區(qū)4上表面具有第一柵極結(jié)構(gòu)，所述第一柵極結(jié)構(gòu)由第一柵介質(zhì)層110和位于第一柵介質(zhì)層110上表面的第一多晶硅柵電極120構(gòu)成，所述第一柵介質(zhì)層110的下表面與部分n+發(fā)射區(qū)5上表面、p型體區(qū)4上表面和部分n型低摻雜漂移區(qū)3上表面接觸；所述p型集電區(qū)8上表面具有集電極金屬電極131，其特征在于，在所述n型緩沖區(qū)7遠(yuǎn)離p型體區(qū)4一側(cè)的n型低摻雜漂移區(qū)3中具有隔離介質(zhì)槽101，所述隔離介質(zhì)槽101從上至下貫穿整個(gè)n型低摻雜漂移區(qū)3，所述隔離介質(zhì)槽101一側(cè)與n型緩沖區(qū)7和高摻雜n+區(qū)9相接觸；所述隔離介質(zhì)槽101另一側(cè)的n型低摻雜漂移區(qū)3表面具有第一p型區(qū)11，第二p型區(qū)12和n+區(qū)10，所述第一p型區(qū)11與隔離介質(zhì)槽101的側(cè)面相接觸，相互接觸的第二p型區(qū)12和n+區(qū)10位于相對(duì)于第一p型區(qū)11的另一端，所述第二p型區(qū)12位于靠近第一p型區(qū)11的一側(cè)；所述n+區(qū)10和部分第二p型區(qū)12上表面具有第一金屬電極132，所述第一金屬電極132與集電極金屬電極131電氣連接；所述隔離介質(zhì)槽101表面、部分高摻雜n+區(qū)9表面和部分第一p型區(qū)11表面具有第二金屬電極133；所述第一p型區(qū)11和第二p型區(qū)12之間的n型低摻雜漂移區(qū)3上表面具有第二柵極結(jié)構(gòu)，所述第二柵極結(jié)構(gòu)由第二柵介質(zhì)層111和位于第二柵介質(zhì)層111上表面的第二多晶硅電極121構(gòu)成，所述第二柵介質(zhì)層111的下表面與部分第一p型區(qū)11上表面、n型低摻雜漂移區(qū)3上表面和部分第二p型區(qū)12上表面接觸；所述第二多晶硅電極121和發(fā)射極金屬電極130之間通過(guò)電容141電氣連接。

本例中所述n型低摻雜漂移區(qū)3在器件擊穿之前全耗盡；所述第二多晶硅電極121的寬度小于0.5微米，與第一金屬電極132和第二金屬電極133的間距小于0.3微米；通過(guò)調(diào)節(jié)介質(zhì)層111的厚度和材料，以及介質(zhì)層111下n型低摻雜漂移區(qū)3表面的濃度，使由n+區(qū)10、第二p型區(qū)12、介質(zhì)層111、多晶硅電極121、n型低摻雜漂移區(qū)3以及第一p型區(qū)11形成的pmos器件的閾值電壓為-3v-0v；并且通過(guò)調(diào)節(jié)電容141和pmos器件的柵極電容值使集電極電壓為母線電壓時(shí)集電極金屬電極131與多晶硅電極121的壓差為5-15v。本例中所述電容141可以通過(guò)表面布線時(shí)由多晶硅電極121和發(fā)射極金屬電極130之間形成的寄生電容形成，也可通過(guò)在n型低摻雜漂移區(qū)3中或表面布線的金屬層中通過(guò)集成電容形成。

本例的工作原理為：

在阻斷狀態(tài)下，本例中發(fā)射極金屬電極130和柵電極120接地，集電極金屬電極131接高電壓(母線電壓)。此時(shí)，在器件表面通過(guò)pmos器件的襯底(n型低摻雜漂移區(qū)3)、pmos器件的柵極(多晶硅電極121)和電容141形成的集電極到發(fā)射極支路上，由電容141和pmos器件柵極電容分壓。通過(guò)調(diào)節(jié)pmos的閾值電壓以及電容141和pmos器件的柵極電容值，使集電極金屬電極131與多晶硅電極121的壓差大于pmos器件的閾值電壓，并且通過(guò)電容141和pmos器件介質(zhì)層和面積的設(shè)計(jì)和優(yōu)化，使電容141和pmos器件不會(huì)在器件擊穿之前提前擊穿，此時(shí)pmos器件開(kāi)啟，重?fù)诫sn+區(qū)9通過(guò)金屬電極133與pmos的第一p型區(qū)11相連，通過(guò)金屬電極133在n+區(qū)9和第一p型區(qū)11之間電子電流和空穴電流的轉(zhuǎn)換，形成陽(yáng)極短路結(jié)構(gòu)，降低了p型集電區(qū)8/低摻雜n型漂移區(qū)3/p型體區(qū)4形成的三極管的增益，從而提高了器件的擊穿電壓。

在導(dǎo)通狀態(tài)下，本例中發(fā)射極金屬電極130接地，柵電極120和集電極金屬電極131接高電平，此時(shí)p型體區(qū)4表面反型mos溝道開(kāi)啟，n+發(fā)射區(qū)5向低摻雜漂移區(qū)3中注入電子，同時(shí)p型集電區(qū)8向低摻雜漂移區(qū)3中注入空穴，絕緣柵雙極型晶體管導(dǎo)通。此時(shí)，由于集電極電壓較低，在器件表面通過(guò)pmos器件的襯底(n型低摻雜漂移區(qū)3)、pmos器件的柵極(多晶硅電極121)和電容141形成的集電極到發(fā)射極支路上，由電容141和pmos器件柵極電容分壓獲得的集電極金屬電極131與多晶硅電極121的壓差小于pmos器件的閾值電壓，pmos處于關(guān)斷狀態(tài)，重?fù)诫sn+區(qū)9與集電極金屬電極131處于斷開(kāi)狀態(tài)，并且由于隔離介質(zhì)槽101的隔離作用，附加結(jié)構(gòu)的存在不會(huì)影響器件的正向?qū)ㄌ匦浴Ｒ虼?，在?dǎo)通狀態(tài)下，本發(fā)明結(jié)構(gòu)的工作狀況與傳統(tǒng)橫向絕緣柵雙極型晶體管相同，具有與傳統(tǒng)ligbt相同的導(dǎo)通壓降并且在導(dǎo)通過(guò)程中不存在負(fù)阻現(xiàn)象。

在關(guān)斷過(guò)程中，本例中發(fā)射極金屬電極130接地，柵電極120電壓由高電平逐漸降低，p型體區(qū)4表面mos溝道截止，集電極金屬電極131電壓逐漸增加到母線電壓。隨著集電極金屬電極131電壓的增加，在器件表面通過(guò)pmos器件的襯底(n型低摻雜漂移區(qū)3)、pmos器件的柵極(多晶硅電極121)和電容141形成的集電極到發(fā)射極支路上，由電容141和pmos器件柵極電容分壓獲得的集電極金屬電極131與多晶硅電極121的壓差逐漸增大。當(dāng)集電極金屬電極131的電壓較低時(shí)，獲得的集電極金屬電極131與多晶硅電極121的壓差較小，小于pmos器件的閾值電壓，pmos器件未開(kāi)啟。通過(guò)調(diào)節(jié)pmos的閾值電壓以及電容141和pmos器件的柵極電容值，當(dāng)集電極金屬電極131的電壓繼續(xù)增加到一定電壓值時(shí)(小于或等于母線電壓)，使隨著集電極金屬電極131電壓的增加獲得的集電極金屬電極131與多晶硅電極121的壓差大于pmos器件的閾值電壓，此時(shí)pmos開(kāi)啟并導(dǎo)通，重?fù)诫sn+區(qū)9通過(guò)金屬電極133和pmos的第一p型區(qū)11相連，通過(guò)金屬電極133在n+區(qū)9和第一p型區(qū)11之間電子電流和空穴電流的轉(zhuǎn)換，形成陽(yáng)極短路結(jié)構(gòu)，此時(shí)，漂移區(qū)中的電子由高摻雜n+區(qū)9抽取并經(jīng)過(guò)金屬電極133轉(zhuǎn)換為空穴電流經(jīng)pmos漏極第一p型區(qū)11、柵介質(zhì)層111下方的反型層、pmos源極第二p型區(qū)12，最后到達(dá)集電極金屬131。該過(guò)程完成了低摻雜n型漂移區(qū)3中電子的抽取，從而大大提高了ligbt的關(guān)斷速度，降低了關(guān)斷損耗。

實(shí)施例2

如圖4所示，本例與實(shí)施例1不同的地方在于，本例中與實(shí)施例1相比由n+區(qū)10、第二p型區(qū)12、介質(zhì)層111、多晶硅電極121、n型低摻雜漂移區(qū)3以及第一p型區(qū)11形成的pmos形成在位于n型低摻雜漂移區(qū)3表面的n型阱區(qū)13中，n型阱區(qū)13的濃度大于n型低摻雜漂移區(qū)3的濃度。因此，本例中pmos器件的擊穿電壓可進(jìn)一步提高，進(jìn)一步改善了器件的擊穿電壓。

實(shí)施例3

如圖5所示，本例與實(shí)施例2相比，在所述第一金屬電極132與第二多晶硅電極121之間具有齊納二極管151，其中齊納二極管151的陰極接第一金屬電極132和集電極金屬電極131，齊納二極管151的陽(yáng)極接第二多晶硅電極121和電容141；所述齊納二極管151的穩(wěn)壓值大于pmos的閾值電壓絕對(duì)值，并且小于pmos器件介質(zhì)層111的擊穿電壓值；所述齊納二極管151通過(guò)多晶硅層集成在同一器件表面。齊納二極管151進(jìn)一步改善了對(duì)電容141的充放電速度，提高了ligbt的關(guān)斷速度，降低了關(guān)斷損耗，并且改善了集成pmos器件的可靠性。

本發(fā)明還給出了橫向絕緣柵雙極型晶體管制備工藝，基本工藝流程如圖6所示，其基本工藝流程與傳統(tǒng)ligbt相同，不需要額外增加工藝過(guò)程。以200vn型橫向絕緣柵雙極型晶體管結(jié)構(gòu)為例，說(shuō)明其具體工藝步驟。首先選取合適的soi材料，埋氧層厚度在0.5～1um之間、埋氧上硅厚度5～15um、電阻率5～10ω·cm；在此基礎(chǔ)上首先進(jìn)行隔離介質(zhì)槽101的刻蝕和填充，然后進(jìn)行nbuffer光刻、磷離子注入并高溫推結(jié)形成n型緩沖層7和n型阱區(qū)13，n型緩沖層7和n型阱區(qū)13的厚度為1～3um；之后熱氧化形成氧化層并進(jìn)行多晶硅淀積并光刻、刻蝕形成ligbt的柵介質(zhì)層110、柵電極120、介質(zhì)層111、多晶硅電極121，氧化層的厚度為50～100納米，多晶層的厚度為0.5～1um，多晶層的摻雜濃度為10¹⁹～10²⁰cm^-3；完成多晶硅工藝后進(jìn)行pbody光刻和硼離子注入，形成p型體區(qū)4，p型體區(qū)4的厚度為1～3um；然后進(jìn)行n+光刻和砷離子注入形成n+發(fā)射區(qū)5、重?fù)诫sn+區(qū)9、n+區(qū)10；之后進(jìn)行p+光刻和硼離子注入，形成高摻雜p+區(qū)6、第一p型區(qū)11、第二p型區(qū)12；隨后進(jìn)行p型集電區(qū)光刻和硼離子注入，形成p型集電區(qū)8；接著進(jìn)行bpsg淀積、孔光刻、金屬淀積并光刻、刻蝕形成金屬互聯(lián)、最后進(jìn)行鈍化處理。