【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体，尤其是涉及一种半导体器件和半导体器件的控制方法以及制备方法。
技术介绍
1、fs igbt(场截止型绝缘栅双极型晶体管)是在npt igbt(非穿通型绝缘栅双极型晶体管)基础上开发的igbt(绝缘栅双极型晶体管)。
2、相关技术中，对于fs igbt半导体器件，其在n﹣漂移层和p型集电区之间形成一个n型场截止层，由此设计，可以降低半导体器件的厚度，利于减小半导体器件的通态压降和开关时间。以及，在一些半导体器件中还设置载流子存储层，以此来进一步降低半导体器件的饱和导通压降，而且与传统的igbt相比，在p肼层与n﹣漂移层中间加入一个浓度较高的载流子存储层，可以增强半导体器件的沟道附近的电导调制效应，从而降低半导体器件的通态压降。但是，对于上述半导体器件结构，在半导体器件的关断过程中，由于n型场截止层在半导体器件处于导通状态时可以存取大量的空穴载流子，若空穴载流子在n型场截止层的寿命过长，则会造成空穴载流子抽取与复合的时间增加，从而导致半导体器件的关断时间增加，使得半导体器件的关断损耗增加。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种半导体器件，采用该半导体器件，可以有效减少空穴载流子抽取与复合的时间，达到快速关断半导体器件的目的，降低半导体器件的关断损耗。
2、本专利技术的目的之二在于提出一种半导体器件的控制方法。
3、本专利技术的目的之三在于提出一种半导体器件的
4、为了解决上述问题，本专利技术第一方面实施例提出了一种半导体器件包括：半导体衬底，在所述半导体衬底的正面设置有正面电路结构；在所述半导体衬底的背面设置有n型场截止层、p型集电区、背面电极结构、隔离层和背面集电极层；其中，所述背面电极结构包括依次层叠设置的介质层和背面电极层，所述介质层靠近所述p型集电区设置。
5、根据本专利技术实施例的半导体器件，通过在半导体衬底的背面设置n型场截止层、p型集电区、介质层、背面电极层、隔离层和背面集电极层，即在现有的半导体器件背面结构的基础上增加设置背面电极层，由此，在半导体器件关断时，通过对背面电极层施加负电压，使得半导体器件背面的寄生电容来吸引n型场截止层中的空穴载流子，从而减少空穴载流子抽取与复合的时间，达到快速关断半导体器件的目的，降低半导体器件的关断损耗。
6、在一些实施例中，所述隔离层包裹部分所述背面电极结构。
7、在一些实施例中，所述背面集电极层呈凹字形与所述隔离层和所述p型集电区连接。
8、在一些实施例中，所述背面电极结构至少为一个。
9、在一些实施例中，所述正面电路结构包括：载流子储存层、p阱层、正面栅极沟槽、n+发射区、p+接触区和发射极层；其中，所述正面栅极沟槽包括正面栅电极和正面栅极氧化层，所述正面栅极沟槽穿过所述p阱层、所述载流子储存层进入所述半导体衬底。
10、本专利技术第二方面实施例提出了一种半导体器件的控制方法，用于控制上述实施例所述的半导体器件，包括：在所述半导体器件处于关断状态时，对所述半导体器件的背面电极层施加负电压。
11、根据本专利技术实施例的半导体器件的控制方法，通过在接收到半导体器件的关断信号时，对半导体器件的背面电极层施加负电压，可以使得半导体器件背面的寄生电容来吸引n型场截止层中的空穴载流子，从而减少空穴载流子抽取与复合的时间，达到快速关断半导体器件的目的，降低半导体器件的关断损耗。
12、在一些实施例中，所述控制方法还包括：在所述半导体器件处于开通状态时，对所述半导体器件的背面集电极层施加正电压。
13、本专利技术第三方面实施例提出了一种半导体器件的制备方法，用于制备上述实施例所述的半导体器件，包括：获取半导体衬底；在所述半导体衬底的正面制备正面电路结构；在所述半导体衬底的背面形成n型场截止层；对所述n型场截止层进行离子注入，以在所述n型场截止层上形成p型集电区；通过淀积和光刻工艺在所述p型集电区的外表面依次形成介质层、背面电极层和隔离层；通过淀积工艺在所述隔离层的外表面形成背面集电极层。
14、根据本专利技术实施例的半导体器件的制备方法，通过在半导体衬底上依次形成n型场截止层、p型集电区、介质层、背面电极层和隔离层、背面集电极层，即在现有的半导体器件背面结构的基础上增加设置背面电极层，由此，在半导体器件关断时，通过对背面电极层施加负电压，使得半导体器件背面的寄生电容来吸引n型场截止层中的空穴载流子，从而减少空穴载流子抽取与复合的时间，达到快速关断半导体器件的目的，降低半导体器件的关断损耗。
15、在一些实施例中，通过淀积和光刻工艺在所述p型集电区的外表面依次形成介质层、背面电极层和隔离层，包括：通过淀积工艺在所述p型集电区的外表面形成所述介质层；通过淀积工艺在所述介质层的外表面形成所述背面电极层；通过光刻工艺对所述介质层和所述背面电极层进行刻蚀，以获得刻蚀后的背面电极结构；通过淀积和光刻工艺在所述背面电极结构的外表面形成所述隔离层。
16、在一些实施例中，在所述半导体衬底的正面制备正面电路结构包括：通过多次光刻、氧化、离子注入、退火和淀积工艺在所述半导体衬底的正面制备载流子储存层、p阱层、正面栅极沟槽、n+发射区、p+接触区和发射极层，以形成所述正面电路结构。
17、在一些实施例中，在所述半导体衬底的背面形成n型场截止层之前，所述制备方法还包括：对所述半导体衬底的背面进行减薄处理以形成n﹣漂移层。
18、在一些实施例中，所述半导体衬底为硅衬底或碳化硅衬底或砷化镓衬底或氮化镓衬底。
19、在一些实施例中，所述背面电极层和所述背面集电极层均采用金属电极材料。
20、在一些实施例中，所述隔离层采用sio2。
21、在一些实施例中，在所述半导体衬底的背面形成n型场截止层，包括：对所述半导体衬底的背面进行离子注入并退火，以在所述半导体衬底的背面形成所述n型场截止层；或者，在所述半导体衬底的背面外延生长所述n型场截止层。
22、在一些实施例中，所述介质层采用的介质材料为二氧化硅或二氧化铪或氮化硅。
23、本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种半导体器件，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述隔离层包裹部分所述背面电极结构。
3.根据权利要求2所述的半导体器件，其特征在于，所述背面集电极层呈凹字形与所述隔离层和所述P型集电区连接。
4.一种半导体器件的控制方法，其特征在于，用于控制权利要求1-3任一项所述的半导体器件，包括：
5.根据权利要求4所述的半导体器件的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
6.一种半导体器件的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1-3任一项所述的半导体器件，包括：
7.根据权利要求6所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，通过淀积和光刻工艺在所述P型集电区的外表面依次形成介质层、背面电极层和隔离层，包括：
8.根据权利要求7所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，在所述半导体衬底的正面制备正面电路结构包括：
9.根据权利要求6所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，在所述半导体衬底的背面形成N型场截止层之前，所述制备方法还包括：
10.根
...【技术特征摘要】
1.一种半导体器件，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述隔离层包裹部分所述背面电极结构。
3.根据权利要求2所述的半导体器件，其特征在于，所述背面集电极层呈凹字形与所述隔离层和所述p型集电区连接。
4.一种半导体器件的控制方法，其特征在于，用于控制权利要求1-3任一项所述的半导体器件，包括：
5.根据权利要求4所述的半导体器件的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
6.一种半导体器件的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1-3任一项所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：盛梦凡，卢汉汉，
申请(专利权)人：比亚迪半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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