[发明专利]逆导型门极换流晶闸管及其制造方法

说明书

本发明提供一种逆导型门极换流晶闸管，包括：第一导电类型的衬底；第一导电类型的外延层；自所述外延层的上表面向下延伸且槽底深入所述衬底内的沟槽，内部填充有绝缘介质，所述沟槽包括间隔设置的第一沟槽与第二沟槽；第二导电类型的第一注入区；第二导电类型的第二注入区；第二导电类型的第三注入区，第二导电类型的第四注入区；第一导电类型的第五注入区；门极金属层，与所述第四注入区电连接；阳极金属层，与所述第三注入区及位于所述第一沟槽的远离所述第二沟槽的一侧的所述外延层电连接；阴极金属层，与所述第二注入区及所述第五注入区电连接。

技术领域

本发明涉及功率器件领域，尤其涉及一种逆导型门极换流晶闸管及其制造方法。

背景技术

门极换流晶闸管是一种新型的电力电子半导体器件，它是在门极可关断晶闸管的基础上发展出来的，当门极换流晶闸管与一个二极管反并联在一起，称为逆导型门极换流晶闸管，具有正、反向都能导通的特性，可与门极驱动电路组成集成门极换流晶闸管，可以通过控制驱动电路实现器件的开通和关断。

常规的逆导型门极换流晶闸管的制造工艺具有以下缺陷：1、通常要在门极换流晶闸管与二极管之间使用PNP结隔离工艺，PNP结隔离对于器件的面积浪费较大且工艺难度大，工艺精度难以控制；2、采用双面工艺，硅片的正面和背面要进行多次选择性的光刻、注入，双面的匹配程度也影响着器件的特性，同时，也不利于与门极控制电路进行芯片级的集成。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何提供一种工艺难度低、集成度高的逆导型门极换流晶闸管。

为了解决上述问题，本发明提供了一种逆导型门极换流晶闸管，包括：

第一导电类型的衬底；

第一导电类型的外延层，形成于所述衬底的上表面；

自所述外延层的上表面向下延伸且槽底深入所述衬底内的沟槽，内部填充有绝缘介质，所述沟槽包括间隔设置的第一沟槽与第二沟槽；

第二导电类型的第一注入区，自位于所述第一沟槽与所述第二沟槽之间的所述外延层的上表面向下延伸；

第二导电类型的第二注入区，自位于所述第二沟槽的远离所述第一沟槽的一侧的所述外延层的上表面向下延伸；

第二导电类型的第三注入区，自位于所述第一沟槽的远离所述第二沟槽的一侧的所述外延层的上表面向下延伸；

第二导电类型的第四注入区，自所述第一注入区的上表面向下延伸；

第一导电类型的第五注入区，自所述第一注入区的上表面向下延伸；

门极金属层，与所述第四注入区电连接；

阳极金属层，与所述第三注入区及位于所述第一沟槽的远离所述第二沟槽的一侧的所述外延层电连接；

阴极金属层，与所述第二注入区及所述第五注入区电连接。

本发明通过将所述门极金属层、所述阳极金属层及所述阴极金属层均设置于所述逆导型门极换流晶闸管的正面提高了所述逆导型门极换流晶闸管的集成度，更便于所述逆导型门极换流晶闸管与其他器件之间进行集成，更加满足电力电子器件的小型化的需求；通过设置所述沟槽提高了所述逆导型门极换流晶闸管的性能及集成度，并降低了所述逆导型门极换流晶闸管的制造工艺的难度，更利于大规模批量化的生产。

进一步的，所述逆导型门极换流晶闸管还包括：

第一导电类型的第六注入区，自位于所述第一沟槽的远离所述第二沟槽的一侧的所述外延层向下延伸，所述阳极金属层通过所述第六注入区与位于所述第一沟槽的远离所述第二沟槽的一侧的所述外延层电连接；

第二导电类型的第七注入区，自所述第二注入区的上表面向下延伸，所述阴极金属层通过所述第七注入区与所述第二注入区电连接。