【技术实现步骤摘要】
本申请属于功率器件，尤其涉及一种高介电逆导绝缘栅双极晶体管及其制备方法、芯片。
技术介绍
1、绝缘栅双极晶体管(insulate-gate bipolar transistor，igbt)是一种兼具功率金属-氧化物半导体场效应晶体管（metal-oxide-semiconductor field-effecttransistor，mosfet）和双极结型晶体管优点的半导体器件，具有高输入阻抗和低导通压降的特性，通常应用在中频和中功率的开关切换场景中。但由于igbt不具备反向导通能力，当应用在感性负载场合时，通常会将一个快回复二极管(fast recovery diode，frd)与其并联在一起使用，为其提供续流保护。最初是将igbt和fwd两个独立的器件通过引线焊接到一起做成模块来使用，但这样会带来寄生电感，并且体积较大，限制了其的使用。因此人们将igbt和frd集成在同一芯片上发展出了逆导绝缘栅双极晶体管(reverse conductingigbt，rc-igbt)，由于rc-igbt的背面设置了集电极短路结构，此时rc-igbt可以获得反向导通能力。
2、相比于传统的igbt而言，目前的rc-igbt可以使用在感性负载电路中，不需要并联续流二极管，rc-igbt器件内部存在反向电流泄放通道，这样的优点是在不增加元胞宽度的基础上，实现反向逆导功能，便于电路集成，降低成本。然而，rc-igbt的背面设置了集电极短路结构会使使得器件在正向导通时存在由 mosfet导通模式向igbt导通模式的转变，此时存在电压回跳现象
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种高介电逆导绝缘栅双极晶体管及其制备方法、芯片，可以在解决目前的高介电逆导绝缘栅双极晶体管存在的反向恢复特性较差的问题。
2、本申请实施例第一方面提供了一种高介电逆导绝缘栅双极晶体管的制备方法，所述高介电逆导绝缘栅双极晶体管的制备方法包括：
3、在硅基底的正面注入n型掺杂离子形成电势截止层；
4、在所述电势截止层上外延沉积硅层，并通过多次离子注入工艺形成n型漂移层、空穴势垒层以及p型阱区；
5、在所述p型阱区上的第一预设区域和第二预设区域分别注入p型掺杂离子和n型掺杂离子，形成第一p型重掺杂区和第一n型重掺杂区；
6、在所述p型阱区上的第三预设区域刻蚀形成第一深槽，并在所述第一深槽内形成上表面不超过所述空穴势垒层的下表面的高k介质层；
7、在所述高k介质层上形成栅极介质层，并在所述栅极介质层上形成多晶硅层后继续沉积栅极介质材料使得所述栅极介质层包裹所述多晶硅层；
8、在所述硅基底的背面注入p型掺杂离子，形成p型集电区；
9、对所述p型集电区的部分区域进行刻蚀，并沉积半导体材料后注入n型掺杂离子形成n型集电区；
10、形成与所述第一p型重掺杂区和所述第一n型重掺杂区接触的发射极，并形成与所述p型集电区和所述n型集电区接触的集电极，形成与所述多晶硅层接触的栅极。
11、在一些实施例中，在所述第一深槽内形成上表面不超过所述空穴势垒层的下表面的高k介质层之前，还包括：
12、在所述第一深槽的底部形成p型屏蔽层。
13、在一些实施例中，所述高k介质层的宽度由所述电势截止层向所述空穴势垒层的方向上逐渐增加。
14、在一些实施例中，所述对所述p型集电区的部分区域进行刻蚀，并沉积半导体材料后注入n型掺杂离子形成n型集电区，包括：
15、对所述p型集电区的部分区域进行刻蚀，并沉积硅材料后向所述硅材料注入n型掺杂离子，以形成于所述p型集电区接触的n型集电区；其中，所述n型集电区与所述第一p型重掺杂区相对设置。
16、在一些实施例中，所述对所述p型集电区的部分区域进行刻蚀，并沉积半导体材料后注入n型掺杂离子形成n型集电区，包括：
17、对所述p型集电区的部分区域进行刻蚀，并沉积碳化硅材料后向所述碳化硅材料注入n型掺杂离子，以形成于所述p型集电区接触的n型集电区；其中，所述n型集电区与所述第一p型重掺杂区相对设置。
18、在一些实施例中，所述高k介质层分别与所述多晶硅层和所述电势截止层接触。
19、在一些实施例中，所述电势截止层内的n型掺杂离子的浓度大于所述n型漂移层内n型掺杂离子的浓度，且小于所述空穴势垒层内n型掺杂离子的浓度。
20、在一些实施例中，所述多晶硅层的厚度大于所述空穴势垒层、所述p型阱区以及所述第一n型重掺杂区的厚度之和。
21、本申请实施例第二方面还提供了一种高介电逆导绝缘栅双极晶体管，所述高介电逆导绝缘栅双极晶体管由上述任一项实施例所述的制备方法制备。
22、本申请实施例第三方面还提供了一种芯片，包括如上述任一项实施例所述的制备方法制备的高介电逆导绝缘栅双极晶体管。
23、本申请实施例的有益效果：通过在多晶硅层的底部形成高k介质层，可以调节n型漂移层内的电场分布，在相同的击穿电压下，漂移层内可以通过设计更高的掺杂浓度降低漂移层中的导通电阻，进而改善器件内的电压回跳现象，还可以通过高k介质层使得漂移层可以更快耗尽，降低了器件的关断损耗。
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1.一种高介电逆导绝缘栅双极晶体管的制备方法，其特征在于，所述高介电逆导绝缘栅双极晶体管的制备方法包括：
2.如权利要求1所述的高介电逆导绝缘栅双极晶体管的制备方法，其特征在于，在所述第一深槽内形成上表面不超过所述空穴势垒层的下表面的高K介质层之前，还包括：
3.如权利要求1所述的高介电逆导绝缘栅双极晶体管的制备方法，其特征在于，所述高K介质层的宽度由所述电势截止层向所述空穴势垒层的方向上逐渐增加。
4.如权利要求1所述的高介电逆导绝缘栅双极晶体管的制备方法，其特征在于，所述对所述P型集电区的部分区域进行刻蚀，并沉积半导体材料后注入N型掺杂离子形成N型集电区，包括：
5.如权利要求1所述的高介电逆导绝缘栅双极晶体管的制备方法，其特征在于，所述对所述P型集电区的部分区域进行刻蚀，并沉积半导体材料后注入N型掺杂离子形成N型集电区，包括：
6.如权利要求1所述的高介电逆导绝缘栅双极晶体管的制备方法，其特征在于，所述高K介质层分别与所述多晶硅层和所述电势截止层接触。
7.如权利要求1所述的高介电逆导绝缘栅双极晶体管的
8.如权利要求1-7任一项所述的高介电逆导绝缘栅双极晶体管的制备方法，其特征在于，所述多晶硅层的厚度大于所述空穴势垒层、所述P型阱区以及所述第一N型重掺杂区的厚度之和。
9.一种高介电逆导绝缘栅双极晶体管，其特征在于，所述高介电逆导绝缘栅双极晶体管由权利要求1-8任一项所述的高介电逆导绝缘栅双极晶体管的制备方法制备。
10.一种芯片，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的制备方法制备的高介电逆导绝缘栅双极晶体管。
...【技术特征摘要】
1.一种高介电逆导绝缘栅双极晶体管的制备方法，其特征在于，所述高介电逆导绝缘栅双极晶体管的制备方法包括：
2.如权利要求1所述的高介电逆导绝缘栅双极晶体管的制备方法，其特征在于，在所述第一深槽内形成上表面不超过所述空穴势垒层的下表面的高k介质层之前，还包括：
3.如权利要求1所述的高介电逆导绝缘栅双极晶体管的制备方法，其特征在于，所述高k介质层的宽度由所述电势截止层向所述空穴势垒层的方向上逐渐增加。
4.如权利要求1所述的高介电逆导绝缘栅双极晶体管的制备方法，其特征在于，所述对所述p型集电区的部分区域进行刻蚀，并沉积半导体材料后注入n型掺杂离子形成n型集电区，包括：
5.如权利要求1所述的高介电逆导绝缘栅双极晶体管的制备方法，其特征在于，所述对所述p型集电区的部分区域进行刻蚀，并沉积半导体材料后注入n型掺杂离子形成n型集电区，包括：
...【专利技术属性】
技术研发人员：原一帆，
申请(专利权)人：深圳天狼芯半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：
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