[发明专利]一种SiC绝缘栅双极型晶体管器件及其制造方法

权利要求书

1.一种SiC绝缘栅双极型晶体管器件，包括设置于背面的金属集电极，其特征在于：从金属集电极开始依次布置有第一导电类型衬底、第一导电类型buffer层、第二导电类型集电极、第一导电类型漂移区；

在第一导电类型衬底和第一导电类型buffer层中有若干个沟槽，沟槽穿透第一导电类型衬底层和第一导电类型buffer层，沟槽内的填充集电极穿透第一导电类型衬底和第一导电类型buffer后与第二导电类型集电极相连。

2.根据权利要求1所述的SiC绝缘栅双极型晶体管器件，其特征在于：栅电极通过栅极绝缘层与SiC材料隔离，并通过绝缘介质层与位于正面的金属发射极隔离；所述SiC材料包括阱区、发射区以及漂移区。

3.根据权利要求2所述的SiC绝缘栅双极型晶体管器件，其特征在于：金属发射极同时与第一导电类型发射区、重掺杂第二导电类型区形成欧姆接触连接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的SiC绝缘栅双极型晶体管器件，其特征在于：所述第一导电类型漂移区的正面结构为平面栅结构或沟槽栅结构。

5.根据权利要求1-3任一项所述的SiC绝缘栅双极型晶体管器件，其特征在于：所述第一导电类型衬底和第一导电类型buffer中的沟槽数目为一个或多个。

6.根据权利要求1-3任一项所述的SiC绝缘栅双极型晶体管器件，其特征在于：第一导电类型衬底和第一导电类型buffer中的若干沟槽形状为条形、方形、多边形或圆形,或上述形状的组合。

7.根据权利要求1-3任一项所述的SiC绝缘栅双极型晶体管器件，其特征在于：第一导电类型衬底和第一导电类型buffer中的若干沟槽填充的材质为Cu、银膏、合金粉料或多晶硅中的一种或多种混合。

8.根据权利要求1-3任一项所述的SiC绝缘栅双极型晶体管器件，其特征在于：多个栅电极通过平面的多晶硅排布连接。

9.一种SiC绝缘栅双极型晶体管器件的制造方法，其特征在于：包括以下步骤，

1)选定第一导电类型衬底；

2)在第一导电类型衬底上生长外延层，形成第一导电类型buffer区、第二导电类型集电区以及第一导电类型漂移区；

3)通过图形掩膜阻挡，选择性离子注入形成第二导电类型阱区；

4)通过自对准方式在图形掩膜侧壁形成侧墙；

5)通过离子注入形成第一导电类型发射区；

6)通过图形掩膜阻挡选择性离子注入形成重掺杂第二导电类型区；

7)去除表面掩膜，涂覆碳膜保护后进行高温退火；

8)去除碳膜并牺牲氧化处理表面后，通过热氧生长或者沉积方式形成栅极绝缘层；

9)沉积掺杂多晶硅，经过光刻形成栅电极；

10)沉积二氧化硅或/与氮化硅，经过光刻形成绝缘介质层；

11)通过蒸发或溅射的方式形成欧姆接触金属层；

12)在背面形成贯通第一导电类型衬底和第一导电类型buffer层的沟槽；

13)在沟槽内部填充导电材料形成填充集电极，将第二导电类型集电极引出；

14)通过蒸发或溅射的方式形成正面的金属发射极；

15)在背面通过蒸发或溅射的方式形成欧姆接触金属层，经激光退火与第一导电类型衬底形成欧姆接触；

16)通过蒸发或溅射的方式形成背面金属发射极。

10.根据权利要求9所述的一种SiC绝缘栅双极型晶体管器件的制造方法，其特征在于：在步骤11）后，还包括以下步骤；

对步骤11）形成的制件正面保护贴膜，通过砂轮研磨背面，减薄第一导电类型衬底，或利用激光剥离减薄第一导电类型衬底。