[发明专利]一种RC-IGBT器件及其制备方法

摘要

本发明公开一种RC‑IGBT器件及其制备方法，属于半导体功率器件技术领域。本发明在传统RC‑IGBT器件中采用禁带宽度不同的半导体材料形成集电极短路区，集电极短路区材料的禁带宽度大于与之相接触的半导体材料的禁带宽度，从而形成了具有整流特性的异质结结构，借此实现单个元胞结构就能消除传统RC‑IGBT正向导通过程中的电压折回现象(Voltage Snapback)，同时优化漂移区电流分布和热分布，避免了电流集中和热集中引发的可靠性问题，并且提高了器件的反向恢复能力。进一步采用禁带宽度不同的半导体材料形成发射区，发射区的禁带宽度大于与之相接触的半导体材料的禁带宽度，以此提高了器件的抗闩锁能力。

主权项

一种RC‑IGBT器件，其元胞结构包括：第一导电类型半导体漂移区、位于第一导电类型半导体漂移区上层的发射极结构和栅极结构、位于第一导电类型半导体漂移区下层的集电极结构；所述发射极结构包括金属发射极、第一导电类型半导体发射区、第二导电类型半导体接触区和第二导电类型半导体基区，所述第二导电类型半导体基区位于第一导电类型半导体漂移区顶部，所述第一导电类型半导体发射区位于第二导电类型半导体基区顶部两侧，所述第二导电类型半导体接触区位于第一导电类型半导体发射区之间且与之相连，所述金属发射极位于第一导电类型半导体发射区和第二导电类型半导体接触区的上表面；所述栅极结构包括金属栅电极、多晶硅和栅介质，所述多晶硅位于栅介质中，所述金属栅电极位于多晶硅的上表面，所述栅介质位于发射极结构两侧的第一导电类型半导体漂移区中；所述集电极结构包括第二导电类型半导体集电区、第一导电类型半导体集电极短路区和金属集电极，所述第二导电类型半导体集电区和第一导电类型半导体集电极短路区并列位于第一导电类型半导体漂移区底部，所述金属集电极位于第二导电类型半导体集电区和第一导电类型半导体集电极短路区的下表面；其特征在于：第一导电类型半导体漂移区、第二导电类型半导体集电区、第二导电类型半导体接触区和第二导电类型半导体基区的材料为第一半导体材料，第一导电类型半导体集电极短路区的材料为第二半导体材料，第一导电类型半导体发射区的材料为第一半导体材料或者第二半导体材料，所述第二半导体材料的禁带宽度大于所述第一半导体材料的禁带宽度；第一导电类型半导体集电极短路区和与之相接触的第一半导体材料之间形成异质结。