[發(fā)明專利]逆導(dǎo)型門極換流晶閘管及其制造方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811256707.3
• 申請(qǐng)日: 2018-10-26
• 公開（公告）號(hào): CN109449203A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市鵬朗貿(mào)易有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H01L29/74
• 分類號(hào): H01L29/74;H01L21/332;H01L29/423;H01L29/417
• 代理公司: 深圳市知頂頂知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44504
• 代理人: 馬世中

本發(fā)明提供一種逆導(dǎo)型門極換流晶閘管，包括：第一導(dǎo)電類型的襯底；第一導(dǎo)電類型的外延層；自所述外延層的上表面向下延伸且槽底深入所述襯底內(nèi)的溝槽，內(nèi)部填充有絕緣介質(zhì)，所述溝槽包括間隔設(shè)置的第一溝槽與第二溝槽；第二導(dǎo)電類型的第一注入?yún)^(qū)；第二導(dǎo)電類型的第二注入?yún)^(qū)；第二導(dǎo)電類型的第三注入?yún)^(qū)，第二導(dǎo)電類型的第四注入?yún)^(qū)；第一導(dǎo)電類型的第五注入?yún)^(qū)；門極金屬層，與所述第四注入?yún)^(qū)電連接；陽極金屬層，與所述第三注入?yún)^(qū)及位于所述第一溝槽的遠(yuǎn)離所述第二溝槽的一側(cè)的所述外延層電連接；陰極金屬層，與所述第二注入?yún)^(qū)及所述第五注入?yún)^(qū)電連接。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及功率器件領(lǐng)域，尤其涉及一種逆導(dǎo)型門極換流晶閘管及其制造方法。

背景技術(shù)

門極換流晶閘管是一種新型的電力電子半導(dǎo)體器件，它是在門極可關(guān)斷晶閘管的基礎(chǔ)上發(fā)展出來的，當(dāng)門極換流晶閘管與一個(gè)二極管反并聯(lián)在一起，稱為逆導(dǎo)型門極換流晶閘管，具有正、反向都能導(dǎo)通的特性，可與門極驅(qū)動(dòng)電路組成集成門極換流晶閘管，可以通過控制驅(qū)動(dòng)電路實(shí)現(xiàn)器件的開通和關(guān)斷。

常規(guī)的逆導(dǎo)型門極換流晶閘管的制造工藝具有以下缺陷：1、通常要在門極換流晶閘管與二極管之間使用PNP結(jié)隔離工藝，PNP結(jié)隔離對(duì)于器件的面積浪費(fèi)較大且工藝難度大，工藝精度難以控制；2、采用雙面工藝，硅片的正面和背面要進(jìn)行多次選擇性的光刻、注入，雙面的匹配程度也影響著器件的特性，同時(shí)，也不利于與門極控制電路進(jìn)行芯片級(jí)的集成。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是如何提供一種工藝難度低、集成度高的逆導(dǎo)型門極換流晶閘管。

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種逆導(dǎo)型門極換流晶閘管，包括：

第一導(dǎo)電類型的襯底；

第一導(dǎo)電類型的外延層，形成于所述襯底的上表面；

自所述外延層的上表面向下延伸且槽底深入所述襯底內(nèi)的溝槽，內(nèi)部填充有絕緣介質(zhì)，所述溝槽包括間隔設(shè)置的第一溝槽與第二溝槽；

第二導(dǎo)電類型的第一注入?yún)^(qū)，自位于所述第一溝槽與所述第二溝槽之間的所述外延層的上表面向下延伸；

第二導(dǎo)電類型的第二注入?yún)^(qū)，自位于所述第二溝槽的遠(yuǎn)離所述第一溝槽的一側(cè)的所述外延層的上表面向下延伸；

第二導(dǎo)電類型的第三注入?yún)^(qū)，自位于所述第一溝槽的遠(yuǎn)離所述第二溝槽的一側(cè)的所述外延層的上表面向下延伸；

第二導(dǎo)電類型的第四注入?yún)^(qū)，自所述第一注入?yún)^(qū)的上表面向下延伸；

第一導(dǎo)電類型的第五注入?yún)^(qū)，自所述第一注入?yún)^(qū)的上表面向下延伸；

門極金屬層，與所述第四注入?yún)^(qū)電連接；

陽極金屬層，與所述第三注入?yún)^(qū)及位于所述第一溝槽的遠(yuǎn)離所述第二溝槽的一側(cè)的所述外延層電連接；

陰極金屬層，與所述第二注入?yún)^(qū)及所述第五注入?yún)^(qū)電連接。

本發(fā)明通過將所述門極金屬層、所述陽極金屬層及所述陰極金屬層均設(shè)置于所述逆導(dǎo)型門極換流晶閘管的正面提高了所述逆導(dǎo)型門極換流晶閘管的集成度，更便于所述逆導(dǎo)型門極換流晶閘管與其他器件之間進(jìn)行集成，更加滿足電力電子器件的小型化的需求；通過設(shè)置所述溝槽提高了所述逆導(dǎo)型門極換流晶閘管的性能及集成度，并降低了所述逆導(dǎo)型門極換流晶閘管的制造工藝的難度，更利于大規(guī)模批量化的生產(chǎn)。

進(jìn)一步的，所述逆導(dǎo)型門極換流晶閘管還包括：

第一導(dǎo)電類型的第六注入?yún)^(qū)，自位于所述第一溝槽的遠(yuǎn)離所述第二溝槽的一側(cè)的所述外延層向下延伸，所述陽極金屬層通過所述第六注入?yún)^(qū)與位于所述第一溝槽的遠(yuǎn)離所述第二溝槽的一側(cè)的所述外延層電連接；

第二導(dǎo)電類型的第七注入?yún)^(qū)，自所述第二注入?yún)^(qū)的上表面向下延伸，所述陰極金屬層通過所述第七注入?yún)^(qū)與所述第二注入?yún)^(qū)電連接。