[发明专利]逆导型IGBT

权利要求书

1.一种逆导型IGBT，其特征在于：包括反向并联的IGBT和FRD；

在横向上，所述IGBT的形成区域和所述FRD的形成区域互相邻接且隔离；

在所述IGBT的形成区域和所述FRD的形成区域中形成有第一导电类型掺杂的漂移区和场截止层；所述场截止层位于所述漂移区的底部且所述场截止层的掺杂浓度大于所述漂移区的掺杂浓度；

所述FRD的形成区域中形成有穿过所述漂移区并停在所述场截止层表面的深沟槽；

在所述IGBT的形成区域中，在所述场截止层的背面形成有第二导电类型重掺杂的集电区；

在所述FRD的形成区域中，在所述场截止层的背面形成有第一导电类型重掺杂的第一电极区；

在所述深沟槽中填充有第一导电类型掺杂的第一外延层、第二导电类型掺杂的第二外延层和第三绝缘介质层；

在所述深沟槽中，所述第一外延层形成在所述深沟槽的底部表面和侧面，所述第二外延层形成在所述第一外延层的表面，所述第二外延层和所述第一外延层未将所述深沟槽完全填充且在所述深沟槽的中间留有间隙，所述第三绝缘介质层将所述间隙完全填充；所述第一外延层和所述第二外延层还延伸到所述深沟槽外的所述漂移区表面；

在所述IGBT和所述FRD的形成区域形成有第二导电类型掺杂的阱区；所述阱区的结深大于等于所述第二外延层的厚度以及所述阱区的结深小于等于所述第一外延层和所述第二外延层的厚度和，所述阱区的体浓度大于所述第二外延层的浓度，所述阱区底部的所述第一外延层作为所述漂移区的一部分；

所述FRD的组成部分包括填充于所述深沟槽中的所述第一外延层、所述第二外延层和所述第三绝缘介质层以及位于所述FRD的形成区域中的所述阱区、包括了所述第一外延层的所述漂移区、所述场截止层和所述第一电极区；

所述FRD中，位于所述深沟槽中的所述第二外延层和所述深沟槽外的所述阱区接触并一起组成所述FRD的第二电极区，通过形成于所述深沟槽中的所述第二外延层增加所述FRD的有效面积和调节所述FRD的平均发射效率；

所述第三绝缘介质层为所述FRD提供复合中心，以改善所述FRD的反向恢复特性；

所述第三绝缘介质层还同时作为所述IGBT和所述FRD之间的隔离结构。

2.如权利要求1所述的逆导型IGBT，其特征在于：所述第一外延层和所述第二外延层的掺杂浓度和厚度满足在反偏时互相完全耗尽。

3.如权利要求1所述的逆导型IGBT，其特征在于：所述深沟槽的宽度大于所述第一外延层和所述第二外延层的厚度和的2倍。

4.如权利要求3所述的逆导型IGBT，其特征在于：在所述IGBT的形成区域中形成有多个IGBT单元，各所述IGBT单元组成并联结构。

5.如权利要求4所述的逆导型IGBT，其特征在于：所述FRD的形成区域环绕在所述IGBT的形成区域的外周。

6.如权利要求5所述的逆导型IGBT，其特征在于：在所述FRD的形成区域的外周环绕有终端区；

在所述终端区的最外周形成有第一导电类型重掺杂的截止区。

7.如权利要求5所述的逆导型IGBT，其特征在于：所述深沟槽的数量为一条以上，各条所述深沟槽都呈环状结构并形成深沟槽阵列，所述深沟槽阵列将所述IGBT隔离在内部。

8.如权利要求7所述的逆导型IGBT，其特征在于：在横向上，所述集电区还延伸到最内侧的所述深沟槽的底部。

9.如权利要求4所述的逆导型IGBT，其特征在于：各所述IGBT单元还包括：

栅极结构，所述栅极结构为沟槽栅，被所述栅极结构侧面的阱区用于形成导电沟道；

发射区，由形成于所述阱区表面且和所述栅极结构自对准的第一导电类型重掺杂区组成。

10.如权利要求9所述的逆导型IGBT，其特征在于：所述沟槽栅由形成于栅极沟槽的底部表面和侧面的栅介质层和形成于所述栅介质层表面且将所述栅极沟槽填充的栅极导电材料层叠加而成。