System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 双向RC-MPT IGBT器件及其制作方法技术_技高网

双向RC-MPT IGBT器件及其制作方法技术

技术编号:41155411 阅读:18 留言:0更新日期:2024-04-30 18:20
本发明专利技术提供一种双向RC‑MPT IGBT器件,包括:N‑漂移区;N型载流子存储层,N型载流子存储层位于N‑漂移区之上;P型阱区,P型阱区位于N型载流子存储层之上;元胞结构,元胞结构为多个,多个元胞结构位于N‑漂移区的上部,且位于N型载流子存储层和P型阱区之中;虚拟元胞结构,虚拟元胞结构为多个,多个虚拟元胞结构位于N‑漂移区的上部,每个虚拟元胞结构包括两个虚拟元胞和位于两个虚拟元胞之间的N‑漂移区、N型载流子存储层和N++离子注入区;发射极金属层,发射极金属层位于P型阱区和N++离子注入区之上;绝缘层,绝缘层位于发射极金属层之上;控制发射极金属层,控制发射极金属层位于绝缘层之上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及二极管芯片,具体涉及一种双向rc-mpt igbt器件和一种双向rc-mpt igbt器件的制作方法。


技术介绍

1、igbt(insulated gate bipolar transistor,绝缘栅双极型晶体管)是由bjt(bipolar junction transistor,双极型三极管)和mos(metal oxide semiconductor,绝缘栅极场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有mosfet(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,金属氧化物半导体场效应管)的高输入阻抗和gtr(gate turn-off thyristor,电力晶体管)的低导通压降两方面的优点,但该器件应用时都需要一个反并联快恢复二极管,以减小开关器件电容的充电时间,从而抑制因负载电流瞬时反向时寄生电感感应产生的高电压。因此出现了rc-igbt(reverse-conducting-insulated gate bipolar transistor,逆向导通绝缘栅双极晶体管),rc-igbt集成igbt和frd(fast recovery diode,快速恢复二极管)于一体,可以精简封装尺寸,并减小rc-igbt器件的温度变化,目前已经得到了广泛的应用。

2、根据rc-igbt器件负载要求的不同,可以完成ac(alternating current,交流电)-dc(direct current,直流电),dc-dc,dc-ac,ac-ac的变换,其中ac-ac的变换如果采用直接转化,可以避免使用连接电容或电感,从而提高系统的可靠性和使用年限,但要求功率开关具备双向开关能力,由于传统的igbt只是单向器件,具有双向功能的igbt开关通常采用二极管桥式、共集电极式和共发射极式,但是采用这些方式就需要大量功率芯片,因此,不经增加了系统级成本,而且影响系统的可靠性。


技术实现思路

1、本专利技术为解决上述技术问题,提供了一种双向rc-mpt igbt器件及其制作方法,能够降低电路系统的成本,并且能够有效提升电路系统的可靠性。

2、本专利技术采用的技术方案如下:

3、一种双向rc-mpt igbt器件,包括:n-漂移区;n型载流子存储层,所述n型载流子存储层位于所述n-漂移区之上;p型阱区,所述p型阱区位于所述n型载流子存储层之上;元胞结构,所述元胞结构为多个,多个所述元胞结构位于所述n-漂移区的上部,且位于所述n型载流子存储层和所述p型阱区之中;虚拟元胞结构,所述虚拟元胞结构为多个,多个所述虚拟元胞结构位于所述n-漂移区的上部,每个所述虚拟元胞结构包括两个虚拟元胞和位于两个所述虚拟元胞之间的所述n-漂移区、n型载流子存储层和n++离子注入区;发射极金属层,所述发射极金属层位于所述p型阱区和所述n++离子注入区之上;绝缘层,所述绝缘层位于所述发射极金属层之上;控制发射极金属层,所述控制发射极金属层位于所述绝缘层之上。

4、在本专利技术的一个实施例中,所述虚拟元胞结构的两侧均被所述p型阱区包围。

5、在本专利技术的一个实施例中,所述元胞结构内设有沟槽,所述沟槽为栅极,所述沟槽的顶部两侧设有n+离子注入区。

6、在本专利技术的一个实施例中,所述虚拟元胞内设有沟槽,所述沟槽为虚拟栅极,且所述虚拟栅极短接至所述发射极金属层。

7、在本专利技术的一个实施例中,所述n++离子注入区通过孔连接到所述发射极金属层,所述p型阱区通过单独定义的孔连接到所述控制发射极金属层。

8、一种双向rc-mpt igbt器件及其制作方法,包括以下步骤:光刻定义出功率开关区,并在注入功率开关电子元器件后进行推结处理;在两片硅基材料的内表面上进行埋层的注入和推结,以形成n-漂移区;在所述n-漂移区的上表面光刻定义出n型载流子存储层并注入n型载流子;光刻定义出沟槽,并对所述沟槽进行刻蚀,以形成元胞结构和虚拟元胞结构;光刻定义出p型阱区,向所述p型阱区注入p型离子并将所述p型离子激活;光刻定义出n++离子注入区,并向所述n++离子注入区内注入n++离子;在所述p型阱区的上表面光刻定义出发射极金属层,并对所述发射极金属层进行刻蚀;在所述发射极金属层的上表面淀积一层绝缘层;在所述绝缘层的上表面光刻定义出控制发射极金属层,并对所述控制发射极金属层进行刻蚀;对两片所述硅基材料进行钝化保护并将两片所述硅基材料的外表面进行减薄;将减薄后的两片硅基材料进行键合处理以形成双向rc-mpt igbt器件。

9、在本专利技术的一个实施例中,所述虚拟元胞结构的两侧均被所述p型阱区包围。

10、在本专利技术的一个实施例中,所述元胞结构内设有沟槽,所述沟槽为栅极,所述沟槽的顶部两侧设有n+离子注入区。

11、在本专利技术的一个实施例中,所述虚拟元胞内设有沟槽,所述沟槽为虚拟栅极,且所述虚拟栅极短接至所述发射极金属层。

12、在本专利技术的一个实施例中,所述n++离子注入区通过孔连接到所述发射极金属层,所述p型阱区通过单独定义的孔连接到所述控制发射极金属层。

13、本专利技术的有益效果:

14、本专利技术通过将n型载流子存储层固定在n-漂移区之上,并将p型阱区固定在n型载流子存储层之上,使多个元胞结构位于n-漂移区的上部且位于n型载流子存储层和p型阱区之中,并且使多个虚拟元胞结构位于n-漂移区的上部,其中,每个虚拟元胞结构包括两个虚拟元胞和位于两个虚拟元胞之间的n-漂移区、n型载流子存储层和n++离子注入区,由此,能够降低电路系统的成本,并且能够有效提升电路系统的可靠性。

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【技术保护点】

1.一种双向RC-MPTIGBT器件,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的双向RC-MPT IGBT器件,其特征在于,所述虚拟元胞结构的两侧均被所述P型阱区包围。

3.根据权利要求2所述的双向RC-MPT IGBT器件,其特征在于,所述元胞结构内设有沟槽,所述沟槽为栅极,所述沟槽的顶部两侧设有N+离子注入区。

4.根据权利要求3所述的双向RC-MPT IGBT器件,其特征在于,所述虚拟元胞内设有沟槽,所述沟槽为虚拟栅极,且所述虚拟栅极短接至所述发射极金属层。

5.根据权利要求4所述的双向RC-MPT IGBT器件,其特征在于,所述N++离子注入区通过孔连接到所述发射极金属层,所述P型阱区通过单独定义的孔连接到所述控制发射极金属层。

6.一种双向RC-MPT IGBT器件及其制作方法,其特征在于,包括以下步骤:

7.根据权利要求6所述的双向RC-MPT IGBT器件的制作方法,其特征在于,所述虚拟元胞结构的两侧均被所述P型阱区包围。

8.根据权利要求7所述的双向RC-MPT IGBT器件的制作方法,其特征在于,所述元胞结构内设有沟槽,所述沟槽为栅极,所述沟槽的顶部两侧设有N+离子注入区。

9.根据权利要求8所述的双向RC-MPT IGBT器件的制作方法,其特征在于,所述虚拟元胞内设有沟槽,所述沟槽为虚拟栅极,且所述虚拟栅极短接至所述发射极金属层。

10.根据权利要求9所述的双向RC-MPT IGBT器件的制作方法,其特征在于,所述N++离子注入区通过孔连接到所述发射极金属层,所述P型阱区通过单独定义的孔连接到所述控制发射极金属层。

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【技术特征摘要】

1.一种双向rc-mptigbt器件,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的双向rc-mpt igbt器件,其特征在于,所述虚拟元胞结构的两侧均被所述p型阱区包围。

3.根据权利要求2所述的双向rc-mpt igbt器件,其特征在于,所述元胞结构内设有沟槽,所述沟槽为栅极,所述沟槽的顶部两侧设有n+离子注入区。

4.根据权利要求3所述的双向rc-mpt igbt器件,其特征在于,所述虚拟元胞内设有沟槽,所述沟槽为虚拟栅极,且所述虚拟栅极短接至所述发射极金属层。

5.根据权利要求4所述的双向rc-mpt igbt器件,其特征在于,所述n++离子注入区通过孔连接到所述发射极金属层,所述p型阱区通过单独定义的孔连接到所述控制发射极金属层。

6.一种双向rc-mpt ...

【专利技术属性】
技术研发人员:戚丽娜张景超俞义长陈国康赵善麒
申请(专利权)人:江苏宏微科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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