[发明专利]一种RC-IGBT器件及其制备方法

权利要求书

1.一种RC-IGBT器件，其元胞结构包括：第一导电类型半导体漂移区、位于第一导电类型半导体漂移区上层的发射极结构和栅极结构、位于第一导电类型半导体漂移区下层的集电极结构；所述发射极结构包括金属发射极、第一导电类型半导体发射区、第二导电类型半导体接触区和第二导电类型半导体基区，所述第二导电类型半导体基区位于第一导电类型半导体漂移区顶部，所述第一导电类型半导体发射区位于第二导电类型半导体基区顶部两侧，所述第二导电类型半导体接触区位于第一导电类型半导体发射区之间且与之相连，所述金属发射极位于第一导电类型半导体发射区和第二导电类型半导体接触区的上表面；所述栅极结构包括金属栅电极、多晶硅和栅介质，所述多晶硅位于栅介质中，所述金属栅电极位于多晶硅的上表面，所述栅介质位于发射极结构两侧的第一导电类型半导体漂移区中；所述集电极结构包括第二导电类型半导体集电区、第一导电类型半导体集电极短路区和金属集电极，所述第二导电类型半导体集电区和第一导电类型半导体集电极短路区并列位于第一导电类型半导体漂移区底部，所述金属集电极位于第二导电类型半导体集电区和第一导电类型半导体集电极短路区的下表面；其特征在于：第一导电类型半导体漂移区、第二导电类型半导体集电区、第二导电类型半导体接触区和第二导电类型半导体基区的材料为第一半导体材料，第一导电类型半导体集电极短路区的材料为第二半导体材料，第一导电类型半导体发射区的材料为第一半导体材料或者第二半导体材料，所述第二半导体材料的禁带宽度大于所述第一半导体材料的禁带宽度；第一导电类型半导体集电极短路区和与之相接触的第一半导体材料之间形成异质结；

第一导电类型半导体集电极短路区为渐变掺杂或者至少由两个掺杂浓度不同的分区从上往下层叠设置而构成。

2.根据权利要求1所述的一种RC-IGBT器件，其特征在于：第二导电类型半导体集电区与第一导电类型半导体漂移区之间还具有第一导电类型半导体场阻止层。

3.根据权利要求1所述的一种RC-IGBT器件，其特征在于：第一半导体材料为硅，第二半导体材料为碳化硅。

4.根据权利要求1所述的一种RC-IGBT器件，其特征在于：所述第一导电类型半导体为N型半导体，所述第二导电类型半导体为P型半导体。

5.一种RC-IGBT器件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

采用第一半导体材料制作第一导电类型半导体漂移区，通过多次光刻、氧化、离子注入、退火和淀积工艺在第一导电类型半导体漂移区的正面制作RC-IGBT的正面结构，包括发射极结构和栅极结构；翻转硅片，减薄硅片背面，然后在第一半导体材料背面通过光刻、离子注入工艺形成第二导电类型半导体集电区，通过在第一导电类型半导体漂移区的背面预设区域生长不同半导体材料形成的第一导电类型半导体集电极短路区，所述第一导电类型半导体集电极短路区的材料的禁带宽度大于所述第一半导体材料的禁带宽度，第一导电类型半导体集电极短路区为渐变掺杂或者至少由两个掺杂浓度不同的分区从上往下层叠设置而构成；背面淀积金属，形成金属集电极。