一种RC‑IGBT的背面设计的制作方法

本发明属于rc-igbt背面技术领域，尤其涉及一种rc-igbt的背面设计。

背景技术：

igbt既有mosfet的注入阻抗高、控制功率小、驱动电路简单、开关速度高的优点，又具有双极型功率晶体管的电流密度大、饱和压降低等优点，广泛应用于电力电子领域，但是igbt是一个单向导通器件，应用的时候需要一个反并联二极管来承受反向电压，传统的rc-igbt将反并联二极管和igbt集成到一起，通过背面集电极引入局部n+集电极的方法实现，rc-igbt的提出，使得封装时可以省略单独的续流二极管，降低了芯片成本，也简化了封装工艺，缩小了成品尺寸。但是传统的rc-igbt在正向导通的时候会出现一个负阻效应(snacpback)，为了解决该问题，m.rahimo等人提出了bigt的设计，即通过增大原胞面积将它分为igbt和rc-igbt，但由于大的原胞尺寸又会增加igbt关断损耗和电流分布不均匀等问题，使得器件的综合性能需要进一步提高。

本发明提出一种新的rc-igbt背面工艺和背面版图设计，通过增加一次背面光刻注入工艺，背面注入两张光刻版的尺寸设计和组合，即可实现寄生二极管vf可调，igbt压降可调，正向导通时起到抑制甚至是消除snapback现象的作用，增加了设计的灵活度。

因此，发明一种rc-igbt的背面设计显得非常必要。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明提供一种rc-igbt的背面设计，以解决现有因工艺能力、设计规则的限制而导致igbt或mosfet元胞尺寸无法再继续缩小问题。

一种rc-igbt的背面设计，其特征在于，该rc-igbt的背面设计包括背面注入使用两层光刻版，一层用于n+注入，一层用于p+注入，最终背面n+掺杂区呈t型结构，实现寄生二极管vf可调，igbt压降可调，正向导通时起到抑制甚至是消除snapback现象的作用。

优选地，两层光刻版，第一层用于阻挡n+注入，未阻挡部分开口尺寸l1，第二层用于阻挡p+注入，阻挡部分开口尺寸l2，l1>l2，通过调整l1和l2的尺寸可以调整寄生二极管vf，igbt压降及snapback曲线。

优选地，所述l1大于60um且l2小于60um。

先完成背面n+带胶注入，p的注入剂量为1e14-1e15/cm²,注入能量为60-100kev，再完成背面p+带胶注入，b或bf2的注入剂量为1e13-1e14/cm2,注入能量为20-60kev，通过此工艺顺序，可以完成背面n+掺杂区形成t型结构掺杂分布。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明结构简单，通过增加一次背面光刻注入工艺，背面注入两张光刻版的尺寸设计和组合，即可实现寄生二极管vf可调，igbt压降可调，正向导通时起到抑制甚至是消除snapback现象的作用。

附图说明

图1是现有技术rc-igbt背面结构图。

图2是本发明rc-igbt背面结构。

图3是本发明背面nfs注入结构图。

图4是本发明利用第一张光刻版注入n+结构图。

图5本发明利用第二张光刻版注入p+结构图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步描述：

实施例：

如附图1至5所示，本发明提供一种rc-igbt的背面设计，其特征在于，该rc-igbt的背面设计包括背面注入使用两层光刻版，一层用于n+注入，一层用于p+注入，最终背面n+掺杂区呈t型结构，实现寄生二极管vf可调，igbt压降可调，正向导通时起到抑制甚至是消除snapback现象的作用；

两层光刻版，第一层用于阻挡n+注入，未阻挡部分开口尺寸l1，第二层用于阻挡p+注入，阻挡部分开口尺寸l2，l1>l2，通过调整l1和l2的尺寸可以调整寄生二极管vf，igbt压降及snapback曲线，所述l1大于60um且l2小于60um，先完成背面n+带胶注入，p的注入剂量为1e14-1e15/cm²,注入能量为为60-100kev，再完成背面p+带胶注入，b或bf2的注入剂量为1e13-1e14/cm2,注入能量为20-60kev，通过此工艺顺序，可以完成背面n+掺杂区形成t型结构掺杂分布，本发明通过两张光刻版，一次n+注入，一次p+注入，形成n+掺杂t型区结构设计，可以通过调整l1和l2尺寸来调整rc-igbt的特性，l1可以做大，让电流尽可能均匀，且关断损耗可以大大减小，l2希望尽可能小，保证rc-igbt压降低的同时，因为p+电阻的增加，加快了背面pn结的导通，有效抑制了snapback现象，将rc-igbt背面集电极n+一个纬度的调整，通过两张光刻版变为两个纬度的调整，可以分别解决本身互为矛盾的问题。

利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种RC‑IGBT的背面设计，包括背面注入使用两层光刻版，一层用于N+注入，一层用于P+注入，最终背面N+掺杂区呈T型结构，实现寄生二极管VF可调，IGBT压降可调，正向导通时起到抑制甚至是消除Snapback现象的作用，两层光刻版，第一层用于阻挡N+注入，未阻挡部分开口尺寸L1，第二层用于阻挡P+注入，阻挡部分开口尺寸L2，L1>L2，通过调整L1和L2的尺寸可以调整寄生二极管VF，IGBT压降及snapback曲线，本发明结构简单，通过增加一次背面光刻注入工艺，背面注入两张光刻版的尺寸设计和组合，即可实现寄生二极管VF可调，IGBT压降可调，正向导通时起到抑制甚至是消除Snapback现象的作用，增加了设计的灵活度。

技术研发人员：戚丽娜;张景超;俞义长;井亚会;林茂;朱洪杰;刘利峰;赵善麒
受保护的技术使用者：江苏宏微科技股份有限公司
技术研发日：2017.12.22
技术公布日：2018.04.20