[發明專利]一種陽極短路溝槽RC-IGBT器件及制備方法

在審

• 申請號: 202310008641.0
• 申請日: 2023-01-04
• 公開（公告）號: CN116417505A
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發明（設計）人: 王萬;李娜
• 申請（專利權）人: 江蘇索力德普半導體科技有限公司
• 主分類號: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L29/06;H01L21/331
• 代理公司: 無錫睿升知識產權代理事務所(普通合伙) 32376
• 代理人: 張悅

本發明公開了一種陽極短路溝槽RC?IGBT器件，其技術方案漂移區N?drift，漂移區N?drift設置在RC?IGBT器件的背面；P+摻雜區域，所述P+摻雜區域設置在RC?IGBT器件的背面；溝槽若干，所述溝槽開設在RC?IGBT器件的背面，若干所述溝槽相互平行布置，所述溝槽穿過P+摻雜區域，將P+摻雜區域分隔成若干段；N+摻雜區域，所述N+摻雜區域設置在溝槽的尾端，N+摻雜區域將相鄰的兩個P+摻雜區域連接；電極collector，在RC?IGBT器件的背面的邊緣淀積金屬形成電極collector，電極collector位于P+摻雜區域外側，本發明的優點在于器件背面溝槽底部注入雜質形成N+摻雜區域，且溝槽穿過P+摻雜區域，淀積金屬后兩個摻雜區域通過金屬短接構成RC?IGBT結構，起到反向導通作用，同時提高IGBT注入效率，降低IGBT導通壓降。

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，尤其涉及一種陽極短路溝槽RC-IGBT器件及制備方法。

背景技術

IGBT絕緣柵雙極型晶體管，IGBT因為自身器件結構原因不能反向導通，通常在實際應用中需要反向并聯一個二極管，解決不能反向導通的問題。RC-IGBT在結構上相當于集成了IGBT和二極管，可以實現反向導通。

目前有申請號為CN104485355A的名稱為一種RC-IGBT器件，其襯底中具有P阱，P阱中具有柵極溝槽，溝槽內壁及底部覆蓋一層柵氧化層；溝槽內填充滿多晶硅形成多晶硅柵極；所述P阱中還具有重摻雜P型區，重摻雜P型區上方與多晶硅柵極之間為重摻雜N型區；金屬連線穿通介質層與重摻雜P型區連接；所述多晶硅柵極上方還具有多個呈等距或者不等距間隔設計的第二多晶硅，排列于P阱上方的襯底表面，將多晶硅柵極形成跨接。

傳統RC-IGBT在導通初始階段，首先處于MOS工作模式，該階段漂移區N-drift電阻大，表現為IGBT導通初期壓降較大；背面PN結導通后，進入IGBT工作模式，電導調制會大幅降低漂移區電阻率，所以會出現電壓Snap-back(回跳)現象，即器件的電阻由大向小的快速跳變，該現象不利于RC-IGBT在功率模塊中的并聯應用。

發明內容

針對上述現有技術的缺點，本發明的目的是提供一種陽極短路溝槽RC-IGBT器件及制備方法，其優點在于溝槽穿過P+摻雜區域，淀積金屬后兩個摻雜區域通過金屬短接起到等同RC-IGBT的作用，通過控制該N+摻雜區域占比抑制RC-IGBT的snapback現象，同時該結構提高了背面P+區域空穴注入效率，有效降低IGBT導通壓降和導通損耗。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：

一種陽極短路溝槽RC-IGBT器件，包括：

漂移區N-drift，漂移區N-drift設置在RC-IGBT器件的背面；

P+摻雜區域，所述P+摻雜區域設置在RC-IGBT器件的背面；

溝槽若干，所述溝槽開設在RC-IGBT器件的背面，若干所述溝槽相互平行布置，所述溝槽穿過P+摻雜區域，將P+摻雜區域分隔成若干段；

N+摻雜區域，所述N+摻雜區域設置在溝槽的尾端，N+摻雜區域將相鄰的兩個P+摻雜區域連接；

電極collector，在RC-IGBT器件的背面的邊緣淀積金屬形成電極collector，電極collector位于P+摻雜區域外側。

進一步的，所述P+摻雜區域上設置有氧化層，氧化層上進行刻蝕形成溝槽。

進一步的，所述N+摻雜區域的外形呈弧形。。

一種陽極短路溝槽RC-IGBT器件的制造方法，包括以下步驟：

步驟S1、RC-IGBT器件正面和背面基本結構的制造；