[发明专利]逆导型IGBT及其制备方法

说明书

本公开提供一种逆导型IGBT及其制备方法。该逆导型IGBT包括第一导电类型衬底；位于所述衬底上方的第一导电类型漂移层；其中,所述漂移层包括元胞区和位于所述元胞区周围的终端区，所述终端区包括设置于所述漂移层表面内的第一导电类型截止环区和位于所述元胞区与所述截止环区之间的第二导电类型JTE区；位于所述衬底下方的第二导电类型集电区和与所述集电区相邻接的第一导电类型短路区；其中，所述短路区与所述JTE区对齐，以使所述JTE区、所述漂移层、所述衬底和所述短路区构成快速恢复二极管。该结构使得元胞区的背面即元胞区对应的衬底下方全是集电极区，有效的抑制了逆导型IGBT的回跳现象，而且可另外采用局域寿命控制的方法进行二极管参数的优化。

技术领域

本公开涉及半导体器件技术领域，具体涉及一种逆导型IGBT及其制备方法。

背景技术

绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)，是由BJT(双极性晶体管)和MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，作为弱电控制强电的核心半导体器件，被广泛应用于工业、4C(通信、计算机、消费电子、汽车电子)、家电等产业领域。通常在IGBT的应用中，需要反并联相应规格的快速恢复二极管(Fast Recovery Diode,FRD)作为关断时的电流泄放回路，与其配套使用，起到续流保护IGBT芯片的作用。为降低成本以及减少封装带来的各种寄生效应的考虑，可将IGBT与FRD集成在同一个芯片中，即逆导型IGBT(Reverse Conducting IGBT,RC-IGBT)。

传统的逆导型IGBT的结构，如图1所示，集成了IGBT与FRD两种器件的功能，采用逆导型IGBT，可以将原本的IGBT+FRD的结构用逆导型IGBT替换，其成本也相对降低，应用领域也更加灵活多样。但由于逆导型IGBT背面结构(短路区位于元胞区的背面)的原因，逆导型IGBT的V_CE电压存在回跳现象，原因是因为其从MOS模式进入IGBT模式，导通电阻的突然降低导致。

发明内容

针对上述问题，本公开提供了一种逆导型IGBT及其制备方法，解决了现有技术中逆导型IGBT存在回跳现象以及无法采用局域寿命控制的方法优化快速恢复二极管参数的问题。

第一方面，本公开提供一种逆导型IGBT，包括：

第一导电类型衬底；

位于所述衬底上方的第一导电类型漂移层；其中,所述漂移层包括元胞区和位于所述元胞区周围的终端区，所述终端区包括设置于所述漂移层表面内的第一导电类型截止环区和位于所述元胞区与所述截止环区之间的第二导电类型JTE区；

位于所述衬底下方的第二导电类型集电区和与所述集电区相邻接的第一导电类型短路区；其中，所述短路区与所述JTE区对齐，以使所述JTE区、所述漂移层、所述衬底和所述短路区构成快速恢复二极管。

根据本公开的实施例，优选地，所述JTE区的离子掺杂浓度为7E12cm^-3至9E12cm^-3。

根据本公开的实施例，优选地，所述JTE区的深度为7um至8um。

根据本公开的实施例，优选地，所述JTE区的宽度为100um至200um。

根据本公开的实施例，优选地，所述短路区的离子掺杂浓度为4E15cm^-3至6E15cm^-3。

根据本公开的实施例，优选地，所述截止环区的宽度为6um至11um。

根据本公开的实施例，优选地，所述元胞区包括多个间隔设置于所述漂移层表面内的沟槽栅、位于相邻两个所述沟槽栅之间且设置于所述漂移层表面内的第二导电类型阱区和位于所述阱区表面内并配置在所述沟槽栅两侧的第一导电类型源区；