一种逆导型IGBT器件及其制备方法与流程

本发明涉及半导体，具体的说，是一种逆导型igbt器件及其制备方法。

背景技术：

1、在常规场截止型igbt中，由于集电极p+掺杂的存在，不具备反向导通的能力。逆导型绝缘栅双极型晶体管(reverse conducting insulated gate bipolar transistor，rc-igbt)是一种兼备igbt功能和反向(逆向)导通功能的器件。逆导型绝缘栅双极型晶体管能够提高集成度、减小寄身电感、降低封装成本。传统的制成rc-igbt的一种方法是在背面槽栅中采用重掺杂的p型多晶硅，利用p型多晶硅与n型漂移区的内建电势来耗尽两个背面槽栅之间的n型漂移区，从而达到消除折回现象的目的；另一种方法是通过p型和n型材料间隔排列的方式制成rc-igbt，通过p型和n型的面积比例调节来消除n型材料带来的副作用,这种方法的缺点是有集电极电流和集电极发射极电压有折回现象；还有一种方法是将igbt和快恢复二极管frd做在同一颗晶圆上，igbt和frd之间完全独立，这样做的方法使得芯片面积比较大，成本比较高。

2、以上方法制作的逆导型igbt，均无法实现正面快速散热、无法提高igbt的短路能力，以及无法增大frd的电流密度。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种逆导型igbt器件及其制备方法，用于解决现有技术中制作的逆导型igbt，均无法实现正面快速散热、无法提高igbt的短路能力，以及无法增大frd的电流密度的问题。

2、本发明通过下述技术方案解决上述问题：

3、一种逆导型igbt器件，包括：

4、衬底漂移区；

5、位于所述衬底漂移区上方的元胞区和frd的阳极区，所述frd的阳极区位于所述元胞区的栅槽的延长线上；

6、与所述元胞区相邻的第一终端区；

7、与所述frd的阳极区相邻的第二终端区；

8、位于所述衬底漂移区下方的缓冲区；

9、位于所述缓冲区下方的p型注入区和n型注入区。

10、本发明提出了一种全新的igbt结构，在有源区的元胞区的栅槽延长线上制作frd的p区，在表面区域的温度由于采用栅槽的延长线，使得晶圆正面的温度能够快速通过栅槽间的硅得以迅速散热，能够提高igbt的短路能力，改善了igbt的正面散热特性。且由于在frd的p区没有栅槽，frd的电流密度可以做大。

11、进一步地，所述元胞区还包括：

12、与所述栅槽相邻的p+区；

13、与所述p+区相邻的n+区；

14、相邻两个p+区之间、相邻两个n+区之间设置有接触孔。

15、一种逆导型igbt器件的制备方法，包括：

16、步骤101，在n型衬底上定义有源区，在n型衬底形成igbt器件的源区，生长场区氧化层；

17、步骤102，对衬底进行退火处理，在退火过程中源区表面形成一层氧化物；

18、步骤103，根据有源区元胞和终端结构设计，定义出p型环；

19、步骤104，形成igbt器件的栅极结构：在预设位置刻蚀形成沟槽，于沟槽的侧壁形成氧化层并在氧化层中形成多晶硅栅极；

20、步骤105，在p型阱区的预设位置注入p型掺杂离子并扩散形成p型阱区；

21、步骤106，在p型frd阳极的预设位置注入p型掺杂离子并扩散形成frd的阳极区；

22、步骤107，在n型发射区的预设位置内注入n型掺杂离子并扩散形成n型发射区；

23、步骤108，在接触孔的预设位置制造接触孔，并在接触孔内形成金属电极；

24、步骤109，在正面金属的预设位置制造正面金属；

25、步骤110，在正面形成钝化层和保护层；

26、步骤111，进行背面减薄；

27、步骤112，在减薄后的n型衬底的背面注入n型掺杂离子，形成n型缓冲层；

28、步骤113，在背面注入p型掺杂离子，形成p集电极；

29、步骤114，在背面预设位置内注入n型掺杂离子并扩散形成n型集电极；

30、步骤115，执行背面金属膜工艺。

31、本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

32、本发明改善逆导igbt的正面散热特性；提升igbt的短路能力；提升frd的电流密度。

技术特征：

1.一种逆导型igbt器件，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种逆导型igbt器件，其特征在于，所述元胞区还包括：

3.一种逆导型igbt器件的制备方法，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开了一种逆导型IGBT器件及其制备方法，包括：衬底漂移区；位于所述衬底漂移区上方的元胞区和FRD的阳极区，所述FRD的阳极区位于所述元胞区的栅槽的延长线上；与所述元胞区相邻的第一终端区；与所述FRD的阳极区相邻的第二终端区；位于所述衬底漂移区下方的缓冲区；位于所述缓冲区下方的P型注入区和N型注入区。本发明改善逆导IGBT的正面散热特性；提升IGBT的短路能力；提升FRD的电流密度。

技术研发人员：张镜华,郝知行,杨蜀湘,王宇
受保护的技术使用者：四川奥库科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19