[实用新型]一种反向导通型IGBT

说明书

技术领域

一种反向导通型IGBT，属于半导体制造技术领域。

背景技术

常规的MOS管的结构如图14所示，其中在顶层金属层1处引出源极，在底层金属层11处引出漏极，在正常使用时，源极连接外接电源负极，漏极连接外接电源正极，此时由于P型基区4与N型漂移区5之间形成的PN结反向截止，所以在MOS管内部不会存在电流流动。当在栅极2和源极之间施加一个大于MOS管开启电压的正向电压时，MOS管导通。当MOS管反接时，即源极连接外接电源正极，漏极连接外接电源负极，此时P型基区4与N型漂移区5之间形成的PN结正向导通，所以MOS管具备反向导通的特性，利用该特性可以实现外部电路的反向续流或回流的功能。

常规的IGBT的结构如图15所示，由于在N型漂移区5的底部还设置有P型衬底13，因此N型漂移区5与P型衬底13之间形成PN结，当常规的IGBT反接时，虽然P型基区4与N型漂移区5之间形成的PN结正向导通，但是由于N型漂移区5与P型衬底13之间的PN结反向截止。因此常规的IGBT不具有反向导通的特性。在使用IGBT作为功率器件的场合，为实现外部电路的反向续流或回流的功能，常规的做法是在IGBT的外部在IGBT的发射极和集电极之间并联一个二极管，因此大大增加了整个系统的成本和体积。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种通过在漂移区下方间隔设置重掺杂区，并在相邻两个重掺杂区之间设置缓冲区和外延层，当接入反向电压时可以实现导通，实现了外部电路的反向续流或回流功能的反向导通型IGBT。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该反向导通型IGBT，包括漂移区，在漂移区的上表面并排设置有若干MOS结构，其特征在于：在漂移区的下面间隔设置有若干与漂移区半导体类型相同的重掺杂区，在相邻两个重掺杂区之间设置有位于漂移区下方且漂移区半导体类型相同的缓冲区，在缓冲区的下方设置有半导体类型与漂移区相反的外延层。

优选的，所述的漂移区为N型漂移区，所述的缓冲区为N+型缓冲区。

优选的，外延层包括位于所述的N+型缓冲区下方的P型外延层以及位于P型外延层下部的P+型外延层。

优选的，所述的P型外延层厚度为5~20μm。

优选的，所述的P+型外延层厚度为5~20μm。

优选的，在所述的重掺杂区以及外延层的下部形成底层金属层并引出集电极。

优选的，在所述的MOS结构表面形成顶层金属层并引出发射极。

优选的，所述的MOS结构为平面式或沟槽式。

与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果是：

在本反向导通型IGBT中，通过在漂移区下方间隔设置重掺杂区，并在相邻两个重掺杂区之间设置缓冲区和外延层，当接入反向电压时可以实现导通，实现了外部电路的反向续流或回流的功能。因此在本反向导通型IGBT中，无需在外部并联二极管即可实现反向导通功能，因此大大降低了整个系统的成本和体积。

附图说明

图1为反向导通型IGBT结构示意图。

图2~图6为反向导通型IGBT实施例1制造步骤图。

图7~图10为反向导通型IGBT实施例2制造步骤图。

图11~图13为反向导通型IGBT实施例3制造步骤图。

图14为现有技术MOS管结构示意图。

图15为现有技术IGBT结构示意图。

其中：1、顶层金属层2、栅极3、N+型源区4、P型基区5、N型漂移区6、顶层氧化层7、N+型区8、N+型缓冲区9、P型外延层10、P+型外延层11、底层金属层12、第一氧化硅层13、P型衬底14、第二氧化硅层15、N+型衬底。

具体实施方式

图1~6是本实用新型的最佳实施例，下面结合附图1~13对本实用新型做进一步说明。

实施例1：

如图1所示，一种反向导通型IGBT包括N型漂移区5，在N型漂移区5的表面并排形成若干MOS结构。在MOS结构中，包括P型基区4，在P型基区4中并排设置有两个N+型源区3，在两个N+型源区3上方设置有顶层氧化层6，在顶层氧化层6的上方还设置有顶层金属层1，自顶层金属层1处引出本反向导通型IGBT的发射极，自顶层氧化层6处引出本反向导通型IGBT的栅极2。