一种逆导型绝缘栅双极型晶体管制造技术

本发明专利技术公开一种逆导型绝缘栅双极型晶体管，包括集电极接触层(1)、重掺杂第二导电类型集电极区(10)、重掺杂第一导电类型集电极区(11)、轻掺杂第二导电类型集电极区(12)、第一导电类型缓冲层(20)、轻掺杂第一导电类型漂移层(21)、第二导电类型基区(30)、重掺杂第二导电类型发射区(31)、重掺杂第一导电类型发射区(32)、重掺杂第一导电类型栅极区(33)、栅极绝缘介质层(40)、发射极接触层(2)、栅极接触层(3)；本发明专利技术采用较小的背面元胞尺寸抑制RC

A reverse conducting insulated gate bipolar transistor

【技术实现步骤摘要】
一种逆导型绝缘栅双极型晶体管


[0001]本专利技术涉及功率半导体电力电子器件
，具体是一种逆导型绝缘栅双极型晶体管。

技术介绍

[0002]逆导型绝缘栅双极型晶体管(Reverse Conducting Insulated Gate Bipolar Transistor，RC
‑
IGBT)是将IGBT和反向并联二极管集成在一个芯片的器件。逆导型绝缘栅双极型晶体管(RC
‑
IGBT)能够提高集成度、减小寄生电感、降低封装成本。如图1所示，现有RC
‑
IGBT为了抑制正向导通时出现的折回(snap
‑
back)现象，通常采用较大的背面元胞尺寸，从而导致电流分布不均匀，可靠性较低、功率损耗较大。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种逆导型绝缘栅双极型晶体管，包括集电极接触层、重掺杂第二导电类型集电极区、重掺杂第一导电类型集电极区、轻掺杂第二导电类型集电极区、第一导电类型缓冲层、轻掺杂第一导电类型漂移层、第二导电类型基区、重掺杂第二导电类型发射区、重掺杂第一导电类型发射区、重掺杂第一导电类型栅极区、栅极绝缘介质层、发射极接触层、栅极接触层。
[0004]所述重掺杂第一导电类型集电极区覆盖于集电极金属层部分区域之上。
[0005]所述重掺杂第二导电类型集电极区覆盖于集电极金属层部分区域之上。
[0006]所述轻掺杂第二导电类型集电极区覆盖于重掺杂第二导电类型集电极区之上。
[0007]所述重掺杂第一导电类型集电极区由多个重复单元构成。所述重掺杂第二导电类型集电极区和轻掺杂第二导电类型集电极区位于所述重掺杂第一导电类型集电极区两个重复单元之间。
[0008]优选的，所述第一导电类型缓冲层位于重掺杂第一导电类型集电极区和轻掺杂第二导电类型集电极区之上。所述第一导电类型缓冲层和所述重掺杂第一导电类型集电极区、轻掺杂第二导电类型集电极区相接触。
[0009]优选的，所述第一导电类型缓冲层部分位于重掺杂第一导电类型集电极区之上，并浮于轻掺杂第一导电类型漂移层之中。
[0010]优选的，还包括重掺杂第一导电类型缓冲层，所述重掺杂第一导电类型缓冲层覆盖于轻掺杂第二导电类型集电极区之上。所述第一导电类型缓冲层位于重掺杂第一导电类型集电极区之上，并浮于轻掺杂第一导电类型漂移层之中。
[0011]优选的，所述集电极接触层、重掺杂第二导电类型集电极区、重掺杂第一导电类型集电极区、轻掺杂第二导电类型集电极区和第一导电类型缓冲层构成所述一种逆导型绝缘栅双极型晶体管的集电极结构。
[0012]优选的，所述集电极接触层、重掺杂第二导电类型集电极区、重掺杂第一导电类型集电极区、轻掺杂第二导电类型集电极区、第一导电类型缓冲层和部分轻掺杂第一导电类
型漂移层构成所述一种逆导型绝缘栅双极型晶体管的集电极结构。
[0013]优选的，所述集电极接触层、重掺杂第二导电类型集电极区、重掺杂第一导电类型集电极区、轻掺杂第二导电类型集电极区、重掺杂第一导电类型缓冲层、第一导电类型缓冲层和部分轻掺杂第一导电类型漂移层构成所述一种逆导型绝缘栅双极型晶体管的集电极结构。
[0014]优选的，所述栅极接触层位于重掺杂第一导电类型栅极区部分区域之上。所述重掺杂第一导电类型栅极区位于栅极绝缘介质层内部。所述栅极接触层、重掺杂第一导电类型栅极区和栅极绝缘介质层构成所述一种逆导型绝缘栅双极型晶体管的栅极结构。所述栅极结构位于轻掺杂第一导电类型漂移层部分区域之上。所述栅极结构由多个重复单元构成。
[0015]优选的，还包括发射极绝缘介质层。
[0016]所述发射极绝缘介质层位于发射极接触层和栅电极接触层之间，起到电气隔离作用。
[0017]优选的，所述第二导电类型基区位于轻掺杂第一导电类型漂移层部分区域之上。所述第二导电类型基区位于栅极结构两个重复单元之间。
[0018]所述重掺杂第二导电类型发射区位于轻掺杂第二导电类型基区部分区域之上。
[0019]所述重掺杂第二导电类型基区位于轻掺杂第二导电类型基区部分区域之上。
[0020]所述发射极接触层位于重掺杂第二导电类型发射区之上。所述发射极接触层还位于重掺杂第二导电类型基区部分区域之上。
[0021]所述发射极绝缘介质层位于发射极接触层和栅电极接触层之间，起到电气隔离作用。
[0022]所述第二导电类型基区、重掺杂第二导电类型发射区、重掺杂第一导电类型发射区、重掺杂第一导电类型栅极区、栅极绝缘介质层、栅极绝缘介质层、发射极绝缘介质层、发射极接触层和栅极接触层构成所述一种逆导型绝缘栅双极型晶体管的正面MOS结构。
[0023]本专利技术的技术效果是毋庸置疑的,本专利技术采用较小的背面元胞尺寸抑制RC
‑
IGBT在正向导通时的折回(snap
‑
back)现象，提高可靠性并降低功率损耗，提升RC
‑
IGBT器件整体性能。
附图说明
[0024]图1为现有结构剖面结构示意图；
[0025]图2为本专利技术实施例3的器件剖面结构示意图；
[0026]图3为本专利技术实施例4的器件剖面结构示意图；
[0027]图4为本专利技术实施例5的器件剖面结构示意图；
[0028]图中：集电极接触层1、重掺杂第二导电类型集电极区10、重掺杂第一导电类型集电极区11、轻掺杂第二导电类型集电极区12、重掺杂第一导电类型缓冲层13、第一导电类型缓冲层20、轻掺杂第一导电类型漂移层21、第二导电类型基区30、重掺杂第二导电类型发射区31、重掺杂第一导电类型发射区32、重掺杂第一导电类型栅极区33、栅极绝缘介质层40、发射极绝缘介质层41、发射极接触层2、栅极接触层3。
具体实施方式
[0029]下面结合实施例对本专利技术作进一步说明，但不应该理解为本专利技术上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本专利技术上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本专利技术的保护范围内。
[0030]实施例1：
[0031]一种逆导型绝缘栅双极型晶体管，包括集电极接触层1、重掺杂第二导电类型集电极区10、重掺杂第一导电类型集电极区11、轻掺杂第二导电类型集电极区12、第一导电类型缓冲层20、轻掺杂第一导电类型漂移层21、第二导电类型基区30、重掺杂第二导电类型发射区31、重掺杂第一导电类型发射区32、重掺杂第一导电类型栅极区33、栅极绝缘介质层40、发射极接触层2、栅极接触层3。
[0032]所述重掺杂第一导电类型集电极区11覆盖于集电极金属层1部分区域之上。
[0033]所述重掺杂第二导电类型集电极区10覆盖于集电极金属层1部分区域之上。
[0034]所述轻掺杂第二导电类型集电极区12覆盖于重掺杂第二导电类型集电极区10之上。
[0035]所述重掺杂第一导电类型集电极区11由多个重复单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种逆导型绝缘栅双极型晶体管，其特征在于：包括集电极接触层(1)、重掺杂第二导电类型集电极区(10)、重掺杂第一导电类型集电极区(11)、轻掺杂第二导电类型集电极区(12)、第一导电类型缓冲层(20)、轻掺杂第一导电类型漂移层(21)、第二导电类型基区(30)、重掺杂第二导电类型发射区(31)、重掺杂第一导电类型发射区(32)、重掺杂第一导电类型栅极区(33)、栅极绝缘介质层(40)、发射极接触层(2)、栅极接触层(3)。所述重掺杂第一导电类型集电极区(11)覆盖于集电极金属层(1)部分区域之上；所述重掺杂第二导电类型集电极区(10)覆盖于集电极金属层(1)部分区域之上；所述轻掺杂第二导电类型集电极区(12)覆盖于重掺杂第二导电类型集电极区(10)之上；所述重掺杂第一导电类型集电极区(11)由多个重复单元构成；所述重掺杂第二导电类型集电极区(10)和轻掺杂第二导电类型集电极区(12)位于所述重掺杂第一导电类型集电极区(11)两个重复单元之间。2.根据权利要求1所述的一种逆导型绝缘栅双极型晶体管，其特征在于：所述第一导电类型缓冲层(20)位于重掺杂第一导电类型集电极区(11)和轻掺杂第二导电类型集电极区(12)之上；所述第一导电类型缓冲层(20)和所述重掺杂第一导电类型集电极区(11)、轻掺杂第二导电类型集电极区(12)相接触。3.根据权利要求1所述的一种逆导型绝缘栅双极型晶体管，其特征在于：所述第一导电类型缓冲层(20)部分位于重掺杂第一导电类型集电极区(11)之上，并浮于轻掺杂第一导电类型漂移层(21)之中。4.根据权利要求1所述的一种逆导型绝缘栅双极型晶体管，其特征在于：还包括重掺杂第一导电类型缓冲层(13)，所述重掺杂第一导电类型缓冲层(13)覆盖于轻掺杂第二导电类型集电极区(12)之上；所述第一导电类型缓冲层(20)位于重掺杂第一导电类型集电极区(11)之上，并浮于轻掺杂第一导电类型漂移层(21)之中。5.根据权利要求1、2任一项所述的一种逆导型绝缘栅双极型晶体管，其特征在于：所述集电极接触层(1)、重掺杂第二导电类型集电极区(10)、重掺杂第一导电类型集电极区(11)、轻掺杂第二导电类型集电极区(12)和第一导电类型缓冲层(20)构成所述一种逆导型绝缘栅双极型晶体管的集电极结构。6.根据权利要求1、3所述的一种逆导型绝缘栅双极型晶体管，其特征在于：所述集电极接触层(1)、重掺杂第二导电类型集电极区(10)、重掺杂第一导...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈文锁，简鹏，张澳航，王玉莹，徐向涛，李剑，廖瑞金，
申请(专利权)人：重庆平伟伏特集成电路封测应用产业研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：