[发明专利]RC-IGBT结构及其制造方法

说明书

本发明公开了一种RC‑IGBT结构，包括背面金属电极上形成集电极，集电极上形成缓冲层，缓冲层上形成漂移区，漂移区上形成体区，沟槽设置在体区和漂移区中，沟槽两侧的体区中形成发射极，沟槽内壁形成有栅氧化层，栅氧化层内形成多晶硅栅极，层间介质设置在沟槽上的正面金属电极中；背面金属电极上形成多个短路点，该短路点穿过集电极延伸达到缓冲层中。本发明还公开了一种所述RC‑IGBT结构的制造方法。本发明在到现有RC‑IGBT结构功能同时能降低RC‑IGBT结构生产成本。

技术领域

本发明涉及半导体领域，特别是涉及一种RC-IGBT结构。本发明还涉及一种所述RC-IGBT结构的制造方法。

背景技术

绝缘栅双极晶体管(Insulate-Gate Bipolar Transistor—IGBT)综合了电力晶体管(Giant Transistor—GTR)和电力场效应晶体管(Power MOSFET)的优点，具有良好的特性，应用领域很广泛；IGBT也是三端器件：栅极，集电极和发射极。IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)是MOS结构双极器件，属于具有功率MOSFET的高速性能与双极的低电阻性能的功率器件。IGBT的应用范围一般都在耐压600V以上、电流10A以上、频率为1kHz以上的区域。多使用在工业用电机、民用小容量电机、变换器(逆变器)、照相机的频闪观测器、感应加热(InductionHeating)电饭锅等领域。IGBT是强电流、高压应用和快速终端设备用垂直功率MOSFET的自然进化。MOSFET由于实现一个较高的击穿电压BVDSS需要一个源漏通道，而这个通道却具有很高的电阻率，因而造成功率MOSFET具有RDS(on)数值高的特征，IGBT消除了现有功率MOSFET的这些主要缺点。虽然最新一代功率MOSFET器件大幅度改进了RDS(on)特性，但是在高电平时，功率导通损耗仍然要比IGBT高出很多。IGBT在经过几十年的发展，已经广泛地应用在各种开关应用场合。沟槽栅(trench gate)和场截止(Field Stop)大大地改善了器件导通压降(Von)和关断损耗(Eoff)的折中特性，芯片及拓扑的功率密度得到了极大的提高。将续流二极管(FWD)与IGBT芯片集成到一起形成反向导通IGBT(RC-IGBT)，既可以提高功率密度，也降低了系统成本。

现有RC-IGBT的制造过程主要包括正面器件结构制造和背面器件结构制造两部分，在背面器件结构制造过程中，N+短路点的制造需要经过光刻及注入步骤。现有RC-IGBT制造方法的背面光刻会带来成本增加，并且工艺流程复杂。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种达到现有RC-IGBT结构功能同时能降低生产成本的RC-IGBT结构。

本发明还提供了一种达到现有RC-IGBT结构功能同时能降低生产成本的RC-IGBT结构制造方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的RC-IGBT结构，包括背面金属电极4.1上形成集电极9，集电极9上形成缓冲层8，缓冲层8上形成漂移区7，漂移区7上形成体区6，沟槽设置在体区6和漂移区7中，沟槽两侧的体区6中形成发射极5，沟槽内壁形成有栅氧化层2，栅氧化层2内形成多晶硅栅极1，层间介质3设置在沟槽上的正面金属电极4.2中；背面金属电极4上形成多个短路点，该短路点穿过集电极9延伸达到缓冲层8中。所述短路点是N+短路点。

进一步改进所述的RC-IGBT结构，所述短路点是背面金属电极4.1上形成的凸部8’。

进一步改进所述的RC-IGBT结构，所述发射极5是N型重掺杂区。

进一步改进所述的RC-IGBT结构，所述体区6是P型体区。

进一步改进所述的RC-IGBT结构，所述漂移区7是N型轻掺杂区。

进一步改进所述的RC-IGBT结构，所述背面金属电极4是铝。

进一步改进所述的RC-IGBT结构，所述凸部8’是铝尖峰。