[发明专利]逆导型IGBT

说明书

本发明公开了一种逆导型IGBT，在横向上IGBT的形成区域和FRD的形成区域互相邻接且隔离。在IGBT和FRD的形成区域中形成有漂移区和场截止层；在IGBT的形成区域中，在场截止层的背面形成有集电区。在FRD的形成区域中，在场截止层的背面形成有第一电极区。FRD的形成区域中形成有穿过漂移区的深沟槽。在深沟槽及漂移区表面形成有掺杂类型相反的第一和第二外延层，深沟槽中还填充有第三绝缘介质层。在漂移区上的第一和第二外延层表面形成有第二导电类型掺杂的阱区。本发明能实现IGBT和FRD的很好隔离，能抑制IGBT回扫，能同时实现对FRD的性能进行局域地优化，能改善FRD的注入效率和能控制FRD的少子寿命，还能优化终端区结构以及节省面积。

技术领域

本发明涉及一种半导体集成电路，特别是涉及一种逆导型(Reverse Conducting，RC)IGBT。

背景技术

逆导型IGBT在拥有诸多优点的同时，也存在一些问题，其中最主要的是IGBT开通过程中的电压回扫现象(snapback)以及在优化快恢复二极管(FAST RECOVERED DIODE，FRD)的过程中引入的少子寿命控制会造成IGBT的集电极发射极间的饱和电压(Vcesat)的增大：在RC-IGBT开启时，电子电流会从FRD所在的阴极流出，而IGBT收集结起初无法形成足够的偏压来打开，当电子电流足够大而能够开启IGBT收集结时，大量的空穴主要会使得漂移区电阻骤然降低，从而形成回扫现象。所以怎样阻止电子电流向FRD区域的流动是抑制回扫的关键和难点。同时，为了降低FRD反向恢复电荷而进行全局的寿命控制也不可避免的增加了IGBT的饱和电压。而且，FRD需要一定的面积来降低Vf，这也意味着IGBT需要损失这些面积。

总的来说，它的问题主要是IGBT和FRD的优化性能中各参数相互的抵触，兼顾平衡难度大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种逆导型IGBT，能实现IGBT和FRD的很好隔离来阻止电子电流向FRD区的流动从而从根本上抑制回扫的出现，同时还能够实现对FRD的性能进行局域地优化，从而能改善FRD的注入效率和能对FRD的少子寿命很好控制，同时不会对IGBT的性能产生不利影响，还能节省面积。

本发明提供的逆导型IGBT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。