[发明专利]一种pnp-沟槽复合隔离RC-GCT器件及制备方法

权利要求书

1.一种pnp-沟槽复合隔离RC-GCT器件，其特征在于：整个器件以n-区为衬底，以器件上方隔离沟槽的中心线为轴、器件下方p+透明阳极区和n+阴极区Ⅰ边界为轴纵向将器件区分为A-GCT部分和PIN二极管部分，

所述A-GCT部分的结构是，n-区向上依次设置有波状p基区和p+基区；该p+基区中间段上表面，与波状p基区的波峰对应位置设置有A-GCT的n+阴极区，该n+阴极区上表面是阴极铝电极K；该n+阴极区两侧的p+基区上表面各设置有门极铝电极G；n-区向下设置有n缓冲层，n缓冲层的下方为A-GCT部分的p+透明阳极区；

所述的PIN二极管部分结构是，n-区向上依次设置有p基区和p+基区，p+基区上表面设置有阴极铝电极K；n-区向下设置有n缓冲层，n缓冲层的下方并排设置有PIN二极管n+阴极区Ⅰ、p+短路区和PIN二极管n+阴极区Ⅱ，PIN二极管n+阴极区Ⅰ和PIN二极管n+阴极区Ⅱ的厚度大于中间的p+短路区，PIN二极管n+阴极区Ⅰ与A-GCT的p+透明阳极区邻接，PIN二极管n+阴极区Ⅰ、p+短路区和PIN二极管n+阴极区Ⅱ的下方均与A-GCT部分的p+透明阳极区的下方设置有共同的阳极铝电极A；

所述隔离沟槽伸入p基区，与p基区的一个波峰相接。

2.根据权利要求1所述的pnp-沟槽复合隔离RC-GCT器件，其特征在于：所述A-GCT部分的n+阴极区宽度为200±20mm、p⁺基区的深度为30±5mm。

3.根据权利要求1所述的pnp-沟槽复合隔离RC-GCT器件，其特征在于：所述PIN二极管部分的p⁺短路区宽度与其阴极区宽度之比为0.25-0.5。

4.根据权利要求1所述的pnp-沟槽复合隔离RC-GCT器件，其特征在于：所述pnp隔离区的宽度为200±20mm，沟槽隔离区的宽度为250±20mm，沟槽隔离区的深度为30±5mm。

5.一种pnp-沟槽复合隔离RC-GCT器件的制备方法，其特征在于，按照以下步骤具体实施：

步骤1、选用原始的高阻区熔中照硅单晶作为n-区；

步骤2、硅片清洗后腐蚀减薄，利用三氯氧磷源两步扩散实现n-区的上下表面的n区，并磨去n-区上表面的n区；

步骤3、采用干氧-湿氧-干氧交替氧化形成掩蔽膜，在磨去n区的n-区上表面进行光刻，形成硼扩散窗口；然后利用饱和的三氧化二硼源进行选择性硼扩散，形成p⁺基区，并去掉整个器件表面上的氧化层；

步骤4、采用干氧-湿氧-干氧交替氧化重新形成掩蔽膜，在p⁺基区上表面和n区下表面上同时光刻，形成磷扩散窗口，然后进行选择性的磷两步扩散，在p⁺基区上表面中段形成A-GCT的阴极n⁺扩散区、同时在p⁺基区隔离处形成掩蔽用n⁺扩散区；另外，同时在n区下表面上形成PIN二极管的两处n⁺阴极区，再去掉整个器件表面上的氧化层；

步骤5、采用干氧-湿氧-干氧交替氧化重新形成掩蔽膜，在上步得到的器件上表面光刻形成门极区和隔离区腐蚀窗口，然后利用腐蚀方法进行门极区和隔离区挖槽；并在上表面n⁺扩散区的掩蔽下进行大面积的铝扩散，在n-区中自然形成较深的波状p基区和pnp隔离区，再去掉整个器件表面上的氧化层；

步骤6、在上步得到的器件下表面甩稀释的B₂O₃源，进行大面积涂层扩散，形成A-GCT的p+透明阳极区和PIN二极管的p⁺短路区，与此同时，上表面的门极区也得以补扩，然后，去掉整个器件表面上的氧化层；

步骤7、采用干氧-湿氧-干氧交替氧化重新形成掩蔽膜，在上步得到的器件上表面光刻形成隔离区腐蚀窗口，然后进行二次腐蚀，形成pnp-沟槽复合隔离区，接着进行下一步光刻形成A-GCT门-阴极界的保护二氧化硅图形；

步骤8、对上步得到的器件下表面打毛，形成高复合中心；清洗后，对整个器件上、下表面分别蒸铝，并对上表面的铝膜进行反刻，经合金化后形成各个电极；

步骤9、对上步得到的器件上表面甩聚酰亚胺膜，光刻形成门极区和隔离区的保护图形，并进行亚胺化处理；然后进行磨角保护、表面钝化即得。