发明名称 横向绝缘闸双极性电晶体结构
摘要 本发明系提供一种横向绝缘闸双极性电晶体结构,系使该电晶体之阳极端与阴极端皆为P+/N+平行对接节段,但却为分离且对称式之结构,若以电子/电洞路径而言,则为电子/电洞路径完全分离,如此可大幅提高元件之闩锁电流,改善元件的安全操作区域。并可使该电晶体结合三维降低表面电场原理,使其阳极端/阴极端亦为 P+/N+平行对接节段,而其漂移区则分别是N-、P-的平行带状区块,形成一横向绝缘闸双极性电晶体与一逆偏PIN飞轮二极体并联的结构,若以电子/电洞路径而言则为电子/电洞路径部份分离,使元件除了在截止状态时具有高耐压特性外,在导通状态时亦具有闩锁现象的抗受能力。
申请公布号 TWI226131 申请公布日期 2005.01.01
申请号 TW093101437 申请日期 2004.01.20
申请人 国立交通大学 发明人 张隆国;蔡铭裕
分类号 H01L29/735 主分类号 H01L29/735
代理机构 代理人 欧奉璋 台北市信义区松山路四三九号三楼
主权项 1.一种横向绝缘闸双极性电晶体结构,包括一基板,该基板上系形成有一P型基极层(P Base)、一N型缓冲区(N Buffer)及一位于该P型基极层及N型缓冲区间,且具有一场氧化层之漂移区,该N型缓冲区上系具有P、N型阳极端所形成之阳极端,且该P型基极层上系具有P、N型阴极端所形成之阴极端,该阴极端系具有一闸极,而该阳极端与阴极端皆为P+/N+平行对接节段(Segmented-Anode-Segmented-Cathode, SASC),且该阳极端系为分离且对称式(Separated-and-Asymmetric)之结构,可使电子/电洞路径完全分离。2.如申请专利范围第1项所述之横向绝缘闸双极性电晶体结构,其中,该基板系可为一绝缘埋入层(Buried Oxide)。3.如申请专利范围第1项所述之横向绝缘闸双极性电晶体结构,其中,该基板系可为一P型基板(PSubstrate)。4.如申请专利范围第1项所述之横向绝缘闸双极性电晶体结构,其中,该漂移区系可为一N型漂移区(N-Drift Region)。5.如申请专利范围第1项所述之横向绝缘闸双极性电晶体结构,其中,该场氧化层系由二氧化矽(SiO2)所构成。6.一种横向绝缘闸双极性电晶体结构,包括一基板,该基板上系形成有一P型基极层(P Base)、一N型缓冲区(N Buffer)、及一位于该P型基极层及N型缓冲区间,且具有一场氧化层之漂移区,该N型缓冲区上系具有P、N型阳极端所形成之阳极端,且该P型基极层上系具有P、N型阴极端所形成之阴极端,该阴极端系具有一闸极,而该阳极端与阴极端系为P+/N+平行对接节段(Segmented-Anode-Segmented-Cathode, SASC),且该漂移区则分别是N-型、P-型的平行带状区块(N-Drift Region、P-Drift Region),形成一横向绝缘闸双极性电晶体与一逆偏PIN飞轮二极体并联的结构,可使电子/电洞路径部份分离。7.如申请专利范围第6项所述之横向绝缘闸双极性电晶体结构,其中,该基板系可为一绝缘埋入层(Buried Oxide)。8.如申请专利范围第6项所述之横向绝缘闸双极性电晶体结构,其中,该基板系可为一P型基板(PSubstrate)。9.如申请专利范围第6项所述之横向绝缘闸双极性电晶体结构,其中,该场氧化层系由二氧化矽(SiO2)所构成。图式简单说明:第1图,系本发明第一实施例之横向绝缘闸双极性电晶体结构示意图。第2图,系本发明第一实施例之电子流、电洞流路径示意图。第3图,系本发明第一实施例之P-base/N-drift接面电洞流/电子流向量图。第4图,系本发明第一实施例之电子流所受的场力示意图。第5图,系本发明第一实施例与传统SOI LIGBTT的顺向I-V曲线比较图。第6图,系本发明第一实施例与传统SA SOI LIGBT的顺向I-V曲线比较图。第7图,系本发明第一实施例与传统JI LIGBT的顺向I-V曲线比较图。第8图,系本发明第二实施例横向绝缘闸双极性电晶体之结构示意图。第9图,系本发明第二实施例与其电子流、电洞流路径示意图。第10图,系本发明第二实施例截止状态下的表面电场分布示意图。第11图,系本发明第二实施例之等效电路示意图。第12图,系本发明第二实施例与传统SOI LIGBTT的顺向I-V曲线比较示意图。第13图,系本发明第一实施例之横向绝缘闸双极性电晶体结构光罩绘制示意图。第14图,系本发明第二实施例之横向绝缘闸双极性电晶体结构光罩绘制示意图。第15图,传统短路阳极横向绝缘闸双极性电晶体示意图。第16图,传统横向绝缘闸双极性电晶体之示意图。第17图,系第16图之绝缘闸双极性电晶体I-V曲线之负微分电阻(NDR)特性图。
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