[发明专利]一种集成反并联二极管的IGBT结构及其制造方法

权利要求书

1.一种集成反并联二极管的IGBT结构，包括：集电极、P型集电区、N型集电区、N-型漂移区、第一P型阱区、第二P型阱区、第一N型有源区、第二N型有源区、第一绝缘层、门极、第二绝缘层、发射极；

所述P型集电区和N型集电区位于所述集电极上部的同一层；所述N-型漂移区位于P型集电区和N型集电区的上部；

所述第一P型阱区和第二P型阱区自N-漂移区表面两侧向下延伸，被N-漂移区表面中间部分隔离开；

所述第一N型有源区位于第一P型阱区内，所述第二N型有源区位于第二P型阱区内；

所述第一绝缘层与N-型漂移区表面部分、第一P型阱区部分、第一N型有源区部分、第二P型阱区部分、第二N型有源区部分相连；

所述门极与第一绝缘层相连；

所述第二绝缘层位于所述门极与发射极之间；所述发射极分别与第一P型阱区部分、第一N型有源区部分、第二绝缘层、第二P型阱区部分、第二N型有源区部分相连；

其特征在于，所述集成反并联二极管的IGBT结构还包括：在给集电极由小到大渐变施加电压时，使P型集电区和N-型漂移区形成的二极管一直处于正向导通状态的半导体区，所述半导体区位于P型集电区和N型集电区之间的同一层。

2.如权利要求1所述的集成反并联二极管的IGBT结构，其特征在于：所述半导体区为P-型半导体区，所述P-型半导体区的离子注入浓度低于所述P型集电区的离子注入浓度。

3.如权利要求1所述的集成反并联二极管的IGBT结构，其特征在于：半导体区为N+型半导体区，所述N+型半导体区的离子注入浓度高于N型集电区的离子注入浓度。

4.如权利要求1所述的集成反并联二极管的IGBT结构，其特征在于：所述半导体区为P-型半导体区和N+型半导体区共同构成；

所述该层的排列顺序为P型集电区、P-型半导体区、N+型半导体区、N型集电区；

所述P-型半导体区的离子注入浓度低于所述P型集电区的离子注入浓度，所述N+型半导体区的离子注入浓度高于N型集电区的离子注入浓度。

5.一种集成反并联二极管的IGBT结构的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)、以N-型漂移区为衬底，在其上生成栅氧化层形成第一绝缘层，在第一绝缘层上中间部分区域沉积多晶硅形成门极，将未沉积多晶硅的第一绝缘层两侧刻蚀出阱区，然后往阱区注入P型杂质形成第一P型阱区和第二P型阱区；在第一P型阱区上注入N型杂质，形成第一N型有源区，在第二P型阱区上注入N型杂质，形成第二N型有源区；在多晶硅表面、第一P型阱区部分表面、第一N型有源区部分表面、第二P型阱区部分表面、第二N型有源区部分表面沉积第二绝缘层，并刻蚀出接触区；在第二绝缘层表面和接触区上沉积金属形成发射极；完成IGBT正面结构的制造；

(2)、将IGBT正面结构反转，在N-漂移区的表面注入N型杂质，形成N型集电区；然后使用光罩将N型集电区覆盖，再注入使P型集电区和N-型漂移区形成的二极管一直处于正向导通状态的半导体杂质，形成半导体区；再使用光罩将N型集电区和半导体区覆盖，注入P型杂质，形成P型集电区；

(3)、沉积背面金属，形成集电极。

6.如权利要求5所示的集成反并联二极管的IGBT结构的制造方法，其特征在于：所述步骤(2)中注入半导体杂质形成半导体区为：

注入P型半导体杂质，形成P-型半导体区。

7.如权利要求5所示的集成反并联二极管的IGBT结构的制造方法，其特征在于：所述步骤(2)中注入半导体杂质形成半导体区为：

注入N型半导体杂质，形成N+型半导体区。

8.如权利要求5所示的集成反并联二极管的IGBT结构的制造方法，其特征在于：所述步骤(2)中注入半导体杂质形成半导体区为：

注入N型半导体杂质，形成N+型半导体区；

然后使用光罩将N型集电区、N+型半导体区覆盖；注入P型半导体杂质，形成P-型半导体区。