[发明专利]逆导型绝缘栅双极型晶体管及其制造方法

说明书

公开了一种逆导型绝缘栅双极型晶体管及其制造方法，逆导型绝缘栅双极型晶体管包括：绝缘栅双极型晶体管区和至少一个快速恢复二极管区，至少一个快速恢复二极管区设置在绝缘栅双极型晶体管区中，绝缘栅双极型晶体管区包围至少一个快速恢复二极管区；至少一个缓冲区，至少一个缓冲区与至少一个快速恢复二极管区对应设置，分别位于至少一个快速恢复二极管区和绝缘栅双极型晶体管区之间，至少一个缓冲区分别包围至少一个快速恢复二极管区。本发明实施例的逆导型绝缘栅双极型晶体管减少了快速恢复二极管区对相邻绝缘栅双极型晶体管区的动态参数的影响，减小了栅极电阻，降低了器件的开关损耗，提高了器件的可靠性。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种逆导型绝缘栅双极型晶体管及其制造方法。

背景技术

相关技术中，绝缘栅双极型晶体管(IGBT)是由双极型三极管(BJT)和绝缘栅型场效应管(MOSFET)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件。绝缘栅双极型晶体管在使用中，通常要反向并联快速恢复二极管(FRD)一起使用，以使器件具有反向续流能力。将绝缘栅双极型晶体管芯片和快速恢复二极管芯片的功能集成到一个芯片上，形成逆导型绝缘栅双极型晶体管。在逆导型绝缘栅双极型晶体管中，多个快速恢复二极管区通常直接被绝缘栅双极型晶体管区包围，位于多个快速恢复二极管区之间的绝缘栅双极型晶体管区中通常只有位于多个快速恢复二极管区两侧边缘的沟槽栅结构与外围栅极相连进行充放电，造成位于多个快速恢复二极管区之间的沟槽栅结构的局部栅极电阻增大，从而造成逆导型绝缘栅双极型晶体管的栅极电阻增大。逆导型绝缘栅双极型晶体管的栅极电阻增大导致器件的开启时延和关断时延增大。尤其在关断阶段，逆导型绝缘栅双极型晶体管的关断滞后，拖尾电流较大，导致器件关断损耗增加。当器件在高工作频率时，过多的关断损耗容易造成器件温度急剧上升而损坏。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种逆导型绝缘栅双极型晶体管及其制造方法，减小了栅极电阻，减小了开启时延和关断时延，降低了逆导型绝缘栅双极型晶体管的开关损耗，提高了逆导型绝缘栅双极型晶体管的可靠性。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种逆导型绝缘栅双极型晶体管，包括：

绝缘栅双极型晶体管区和至少一个快速恢复二极管区，所述至少一个快速恢复二极管区设置在所述绝缘栅双极型晶体管区中，所述绝缘栅双极型晶体管区包围所述至少一个快速恢复二极管区；

至少一个缓冲区，所述至少一个缓冲区与所述至少一个快速恢复二极管区对应设置，分别位于所述至少一个快速恢复二极管区和所述绝缘栅双极型晶体管区之间，所述至少一个缓冲区分别包围所述至少一个快速恢复二极管区。

可选地，所述逆导型绝缘栅双极型晶体管还包括：

终端区，所述终端区包围所述绝缘栅双极型晶体管区、所述至少一个快速恢复二极管区和所述至少一个缓冲区。

可选地，所述绝缘栅双极型晶体管区、所述至少一个快速恢复二极管区和所述至少一个缓冲区包括：

衬底，所述衬底作为漂移区；

位于所述衬底中的沟槽结构；

位于所述衬底上方的覆盖介质层，所述覆盖介质层中设置有通孔，所述通孔与所述沟槽结构间隔设置；

位于所述衬底下方的电场截止层；

位于所述覆盖介质层上的发射极电极；

位于所述电场截止层下方的集电极电极。

可选地，所述绝缘栅双极型晶体管区还包括：

位于所述衬底中的体区；

位于所述体区中的接触区和发射区，所述沟槽结构的顶部位于所述接触区中，所述沟槽结构的顶部靠近所述发射区，所述沟槽结构与栅极电极电连接；