[发明专利]一种反向恢复特性好的RC-IGBT芯片及其制造方法

说明书

本发明涉及一种反向恢复特性好的RC‑IGBT芯片，本发明的反向恢复特性好的RC‑IGBT芯片，其FRD区内相邻发射沟槽区之间设置有与发射极电极形成欧姆接触的第二P型基区，第二P型基区的两侧设有与发射极电极形成肖特基接触的P型肖特基结区，并且第二P型基区的深度大于P型肖特基结区的深度，P型肖特基结区的掺杂浓度低于第二P型基区的掺杂浓度，第一P型基区的掺杂浓度与第二P型基区的掺杂浓度相等。本发明的反向恢复特性好的RC‑IGBT芯片其反向恢复电流较小，此外，本发明还涉及该RC‑IGBT芯片的制造方法。

技术领域

本发明涉及一种IGBT芯片，尤其涉及一种反向恢复特性好的RC-IGBT芯片。此外本发明还涉及该RC-IGBT芯片的制造方法。

背景技术

RC-IGBT是将续流二极管FRD集成在IGBT器件内部的半导体芯片。目前的RC-IGBT芯片，其FRD区内PN结处的过剩载流子较多，从而使得反向恢复电流较大，进而使二极管的反向恢复特性较差。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种反向恢复特性好的RC-IGBT芯片及其制造方法，本发明的反向恢复特性好的RC-IGBT芯片，其反向恢复电流低。

本发明的反向恢复特性好的RC-IGBT芯片，包括IGBT区和FRD区，所述IGBT区及FRD区均包括由半导体基板形成的N型漂移区、位于N型漂移区背面的N型场终止区及位于N型场终止区下方的集电极，IGBT区内N型场终止区与集电极之间设有P型集电极区，FRD区内N型场终止区与集电极之间设置有N型集电极区，所述IGBT区内N型漂移区的表面设有积累区，IGBT区内还设有底端位于N型漂移区的多个栅沟槽区及虚拟沟槽区，FRD区内设有多个底端位于N型漂移区的发射沟槽区，栅沟槽区内设有位于栅沟槽区表面的绝缘膜及绝缘膜上方的栅电极，虚拟沟槽区内设有位于虚拟沟槽区表面的绝缘膜及绝缘膜上方的虚拟栅电极，发射沟槽区内设有位于发射沟槽区表面的绝缘膜及绝缘膜上方的发射栅电极，所述栅电极、虚拟栅电极及发射栅电极的上方均设有位于半导体基板表面的绝缘介质层，所述IGBT区内设有位于积累区上方的第一P型基区，所述第一P型基区的表面设有N+发射区，且第一P型基区内还设有位于N+发射区下方的接触区，IGBT区表面设有与接触区电连接的发射极电极，IGBT区的表面还设置有与栅电极连接的栅金属层，IGBT区内的虚拟栅电极与所述发射极电极电连接，其特征在于：FRD区内相邻发射沟槽区之间设置有与发射极电极欧姆接触的第二P型基区，所述第二P型基区的两侧设有与发射极电极肖特基接触的P型肖特基结区，并且所述第二P型基区的深度大于P型肖特基结区的深度，P型肖特基结区的掺杂浓度低于第二P型基区的掺杂浓度，第一P型基区的掺杂浓度与第二P型基区的掺杂浓度相等。

借由上述方案，本发明的反向恢复特性好的RC-IGBT芯片，其FRD区的P型肖特基结区和FRD区的第二P型基区是使用不同的掩膜，分别通过不同的离子注入所形成的；FRD区的P型肖特基结区的掺杂浓度比FRD区的第二P型基区低；在保证二极管耐压的情况下，FRD区的P型肖特基结区可采用更低的掺杂浓度，浅的P型肖特基结有利于增大势垒，减少二极管的反向恢复电流和反向恢复损耗，提高二极管的反向恢复特性，增强器件的鲁棒性；

一种上述RC-IGBT芯片的制造方法，其使用仅对FRD区中间部分和IGBT区进行离子注入的掩膜，从而形成IGBT区中的第一P型基区和FRD区中的第二P型基区。

进一步的，本发明的RC-IGBT芯片的制造方法，其对第一P型基区及第二P型基区进行硼离子注入，其注入硼离子的浓度为2E13-3E13 cm^-2，其注入能量为80-120 Kev。

进一步的，本发明的RC-IGBT芯片的制造方法，其利用不对IGBT区中进行离子注入而仅对FRD区中P型肖特基结区进行离子注入的掩膜进行离子注入，从而在FRD区中形成浅的P型肖特基结区。