结型场效应管控制型RC-IGBT器件及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种结型场效应管控制型RC‑IGBT器件及其制备方法，器件包括：依次层叠的金属集电极、集电区、N型漂移区、P阱、N型载流子阻挡层、P型基区、N型发射区和金属发射极；主控制栅极结构，自P型基区延伸至N型漂移区中；发射栅极结构，自P型基区延伸至N型漂移区中；副控制栅极结构，包括自P型基区延伸至N型载流子阻挡层中的栅介质层和P型JFET栅电极；N型沟道区，设置于相邻两P型JFET栅电极之间，N型沟道区连接N型载流子阻挡层与金属发射极。本发明专利技术通过在二极管中引入结型场效应晶体管(JFET)以在保持IGBT特性的同时优化二极管性能，有效地减少了二极管工作期间的空穴注入，而不会导致任何IGBT特性的降低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体集成电路设计及制造领域，特别是涉及一种结型场效应管控制型rc-igbt器件及其制备方法。

技术介绍

1、igbt器件结构是在19世纪80年代初提出的，经过30余年的发展，其性能、可靠性得到巨大提升，应用范围得到极大扩展，目前广泛应用于开关频率在30khz以下，是目前主流的全控型功率半导体器件之一。近10年来，igbt器件主要是向着更高的元胞密度、更大的晶圆尺寸、更薄的芯片厚度及更高的工作结温的方向发展，目前性能上已经接近其理论极限，igbt器件后续的一个重要的发展趋势是向着多功能集成的方向发展，如：芯片内部集成电流和温度传感器以提高单芯片的电流利用率及提高保护的及时性等、将igbt和续流二极管进行片内集成以进一步降低功率器件成本并提高功率密度，后者即为逆导型igbtsbl-rc-igbt(super body layer-rc-igbt)结构的概念是引入空穴存储层(浅n层)以在导通状态期间在漂移区中积累大量空穴载流子。与传统的rc-igbt结构相比，该方法是在p-体区内部插入空穴存储层。这种结构具有从集电极侧累积空穴载流子的效果。此外，本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种结型场效应管控制型RC-IGBT器件，其特征在于，所述RC-IGBT器件包括：

2.根据权利要求1所述的结型场效应管控制型RC-IGBT器件，其特征在于：所述结型场效应管控制型RC-IGBT器件的二极管工作期间，负电压施加于所述副控制栅极结构，使所述N型沟道区具有高电导，所述N型载流子阻挡层通过所述N型沟道区与所述金属发射极短路，所述N型载流子阻挡层的势垒得以保持，从而防止所述P型基区和所述N型载流子阻挡层界面处的正向偏置，并抑制从所述P型基区到所述P阱的空穴注入。

3.根据权利要求1所述的结型场效应管控制型RC-IGBT器件，其特征在于：所述结型场效应管...

【技术特征摘要】

1.一种结型场效应管控制型rc-igbt器件，其特征在于，所述rc-igbt器件包括：

2.根据权利要求1所述的结型场效应管控制型rc-igbt器件，其特征在于：所述结型场效应管控制型rc-igbt器件的二极管工作期间，负电压施加于所述副控制栅极结构，使所述n型沟道区具有高电导，所述n型载流子阻挡层通过所述n型沟道区与所述金属发射极短路，所述n型载流子阻挡层的势垒得以保持，从而防止所述p型基区和所述n型载流子阻挡层界面处的正向偏置，并抑制从所述p型基区到所述p阱的空穴注入。

3.根据权利要求1所述的结型场效应管控制型rc-igbt器件，其特征在于：所述结型场效应管控制型rc-igbt器件的igbt器件工作期间，负电压施加于所述主控制栅极结构，使得igbt器件正常工作，正电压施加于所述副控制栅极结构而在所述n型沟道区产生较大的耗尽区，使所述n型沟道区处于低电导，所述n型载流子阻挡层与所述金属发射极之间导电沟道被夹断，从而使得igbt器件的阈值电压、导通特性以及关断特性保持不变。

4.根据权利要求1所述的结型场效应管控制型rc-igbt器件，其特征在于：所述副控制栅极结构设置于主控制栅极结构与发射栅极结构之间，且设置于所述n型集电区上方。

5.根据权利要求1所述的结型场效应管控制型rc-igbt器件，其特征在于：所述结型场效应管控制型rc-igbt器件还包括n型缓冲层...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐涛，
申请(专利权)人：瑶芯微电子科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：