[发明专利]一种碳化硅门极可关断晶闸管及其制造方法

权利要求书

1.一种碳化硅门极可关断晶闸管，为在N+型SiC衬底上面设有的PNPN四层SiC结构，其上层为多条由复数个重复排列的上管P型发射区组成的条带，中层由上管N型基区、多条由复数个重复排列的上管N型浓基区组成的条带和上管N型浓基区汇流条组成，其中，上管N型浓基区和上管N型浓基区汇流条掺杂浓度比上管N型基区高，上管N型浓基区和上管N型浓基区汇流条位于上管N型基区的上部；上管P型发射区的下面有上管N型基区，上管N型基区的下面有下层上管P型集电区，上管P型集电区的下面有底层下管N型发射区，下管N型发射区的下面为N+型SiC衬底，该上管P型发射区的上表面连接阳极金属层，该N+型衬底下表面连接阴极金属层，其特征在于：

该上管N型浓基区与上管N型浓基区汇流条相交或平行；

该上管N型浓基区汇流条的上方设有的门极金属层，与上管N型浓基区汇流条的上表面相连接；

该重复排列的上管P型发射区组成的的条带内相邻发射区之间的重复间距在50μm以内；

该上管N型浓基区汇流条围绕在上管N型浓基区周围；

该上管N型浓基区汇流条也围绕在上管P型发射区周围；

该上管N型浓基区与该上管P型发射区间隔排列。

2.如权利要求1所述的碳化硅门极可关断晶闸管，其特征在于：所述的上管N型浓基区的表面杂质浓度是上管N型基区的杂质浓度的10倍以上。

3.如权利要求1所述的碳化硅门极可关断晶闸管，其特征在于：所述上管N型基区和上管N型浓基区通过氧化层与阳极金属层连接。

4.如权利要求1所述的碳化硅门极可关断晶闸管，其特征在于：该下管N型发射区的厚度为0。

5.一种碳化硅门极可关断晶闸管的制造方法，其特征在于，包括下列工艺步骤：

A.提供一套碳化硅门极可关断晶闸管的掩膜版，包含：

第一掩膜版，为上管P型发射区图形的掩膜版，该上管P型发射区图形为多条由复数个重复排列的上管P型发射区图形单元形成的上管P型发射区条带组成，该上管P型发射区条带内相邻上管P型发射区图形单元的重复间距在50μm以内；

第二掩膜版，为含有上管N型浓基区图形与上管N型浓基区汇流条图形的掩膜版，该上管N型浓基区图形为多条由复数个重复排列的上管N型浓基区图形单元形成的上管N型浓基区条带组成，该上管N型浓基区条带内相邻上管N型浓基区图形单元的重复间距与上管P型发射区条带内相邻上管P型发射区图形单元的重复间距相同；该上管N型浓基区汇流条图形与上管N型浓基区图形相交或平行，该上管N型浓基区汇流条图形围绕在上管N型浓基区条带周围；

当第二掩膜版上的上管N型浓基区图形与第一掩膜版上的上管P型发射区图形对准时，上管N型浓基区汇流条图形也围绕在上管P型发射区条带周围；

B. 提供N+型SiC衬底；

C. 在N+型SiC衬底上面，外延一层下管N型发射区层；

D. 在下管N型发射区层上面外延一层上管P型集电区层；

E. 在上管P型集电区层上面外延一层上管N型基区层；

F. 在上管N型基区层的上面外延一层上管P型发射区层；

G. 采用第一掩膜版进行光刻，通过腐蚀，形成上管P型发射区；

H. 采用第二掩膜版进行光刻，通过离子注入和退火激活，在该上管N型基区上部形成上管N型浓基区和上管N型浓基区汇流条；

I. 生长氧化层，光刻腐蚀出上管P型发射区的接触孔和上管N型浓基区汇流条的接触孔；

J. 溅射金属层，通过光刻腐蚀形成阳极金属层和门极金属层；

K. 在N+型SiC衬底的下表面溅射阴极金属层。