【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及功率半导体器件，特别是涉及一种载流子存储型igbt器件及其制作方法。
技术介绍
1、绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,igbt)是现今应用最为广泛的半导体功率器件之一，igbt器件在结构上可以看作是mos晶体管与bjt晶体管的结合体，将二者的优点糅合与一体，功耗低并且开关频率快，在新能源汽车与轨道交通等方面有着广泛的应用。不管是在工业领域或是我们的生活中,功率半导体都一直是不可或缺的组成部分,而功率半导体也自20世纪80年代开始步入了发展的黄金阶段。目前功率半导体已由最基本的功能，逐渐发展成为承受大电流、大电流和宽频率,并适合于高温的环境条件下来达到使用需要。igbt的器件结构可以看作是mosfet（metal-oxide-semiconductorfield-effect transistor）与bjt器件的结合体，故igbt器件拥有着两者的优点：具有很大的输入阻抗和很小的输入电容从而可以通过很小的电压进行驱动并且开关频率快、可以承受很高的电压从而实现高耐压的器件、电流密度大、通态压降低等等。载流子存储沟槽栅双极型晶体管（carrier stored trench-gate bipolar transistor，cstbt）最早由三菱公司针对电动汽车应用领域而提出的。该结构在利用精细化沟槽技术提高 igbt 芯片电流密度的基础上，通过添加载流子存储层(carrier stored layer，cs layer)阻止空穴进入 p型基区，以提高近发射极处的空穴浓度
2、图1显示了一种载流子存储型igbt器件的典型结构，载流子存储型igbt器件包括自衬底的第一主面向内部依次设置的n+型发射区101、p-型基区102、n-型载流子存储区103n-漂移区106、场截止区107及集电区108。然而，如图1所示，随着载流子存储层（cs层）103的掺杂浓度逐渐增加，igbt器件内的电导调制效应随之增强，由此可降低器件的导通压降von，但是会使igbt器件在耐受高电压时无法将载流子存储层完全耗尽，这样会导致器件的耐压性能有所下降。因此，提供一种igbt器件的改良结构及其制作方法以突破击穿电压和导通压降之间的矛盾是所属
亟待解决的技术问题。
3、应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本专利技术的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本专利技术的
技术介绍
部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种载流子存储型igbt器件及其制作方法，用于解决现有的cs-igbt器件在提升器件的正向导通特性的情况下会牺牲耐压性能等问题。
2、为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种载流子存储型igbt器件，其中，包括：衬底，所述衬底包括相对的第一主面和第二主面，所述衬底的第一主面设置有igbt器件的正面结构，所述衬底的第二主面设置有igbt器件的背面结构，所述igbt器件包括元胞区和终端区，所述元胞区和所述终端区均包括位于所述衬底中的第一导电类型漂移区，所述背面结构包括于所述元胞区内自所述漂移区向所述衬底的第二主面依次设置的第一导电类型场截止区和第二导电类型集电区，其中所述漂移区包括依次贯穿场截止区和集电区而显露于所述衬底第二主面的条形区段，用于分隔相邻器件元胞的场截止区和集电区。
3、可选地，所述元胞区的正面结构包括：自所述漂移区向所述衬底的第一主面依次设置的第一导电类型载流子存储区、第二导电类型基区及第一导电类型发射区。
4、进一步地，所述元胞区的正面结构还包括自所述衬底的第一主面延伸至所述漂移区中的沟槽栅结构，所述沟槽栅结构设置于栅极沟槽中，所述漂移区内设置有位于栅极沟槽底部的第二导电类型埋区。
5、可选地，所述条形区段设置成与各器件元胞的边界重合，并且所述条形区段的宽度为0.1μm至0.8μm。
6、可选地，还包括：
7、层间介质层，位于所述衬底的第一主面上，贯穿所述层间介质层设置有接触孔；
8、第一主电极，覆盖所述层间介质层且包括发射极金属和栅极金属，所述发射极金属通过所述接触孔与所述发射区和所述基区相连。
9、可选地，还包括：
10、第二主电极，位于所述衬底的第二主面，所述第二主电极设置成与所述集电区和所述条形区段电性接触于所述衬底的第二主面，所述场截止区自所述元胞区横向延伸至所述终端区且于所述终端区内设置成与所述第二主电极电性接触。
11、可选地，所述终端区距所述元胞区的近端至远端依次包括多个截止环，最内层的截止环和次外层的截止环上方均设置有多晶硅场板，所述多晶硅场板浮空设置。
12、本专利技术还提供一种载流子存储型igbt器件的制作方法，包括以下步骤：
13、提供一衬底，所述衬底包括相对的第一主面和第二主面，形成位于所述衬底中的漂移区；
14、于所述衬底的第一主面执行正面工艺，形成igbt器件的正面结构，所述igbt器件包括元胞区和终端区；
15、于所述衬底的第二主面执行背面工艺，包括通过如下方式形成所述igbt器件元胞区内的背面结构：
16、自所述衬底的第二主面向内选择性地形成第一导电类型场截止区；
17、自所述衬底的第二主面向内形成与所述场截止区自对准的第二导电类型集电区，所述元胞区的漂移区包括依次贯穿场截止区和集电区而显露于所述衬底第二主面的条形区段，用于分隔相邻器件元胞的场截止区和集电区。
18、可选地，于所述衬底的第一主面内执行正面工艺，包括：
19、于所述元胞区内形成第一导电类型载流子存储区，同时于所述终端区内形成截止环；
20、自所述衬底的第一主面形成延伸至所述漂移区中的沟槽栅结构；
21、自所述衬底的第一主面向内形成第二导电类型基区；
22、自所述衬底的第一主面向内选择性地形成第一导电类型发射区。
23、可选地，形成所述沟槽栅结构的步骤，包括：
24、于所述衬底的第一主面上形成硬掩模结构，通过光刻工艺和刻蚀工艺图形化所述硬掩模结构，于所述衬底的第一主面上定义出对应沟槽区域的刻蚀窗口；
25、基于图形化的硬掩模结构自所述衬底的第一主面进行刻蚀，形成延伸至所述漂移区中的栅极沟槽；和/或
26、对所述衬底的第一主面进行第二导电类型普注，于所述栅极沟槽的底部形成位于所述漂移区中的埋区。
27、可选地，选择性地形成所述场截止区的步骤，包括：
28、通过光刻工艺，于所述衬底的第二主面定义第一图形掩膜，所述第一图形掩膜与各器件元胞的边界重合；
29、以所述第一图形掩膜作为注入阻挡层，对所述衬底的第二主面进行第一导电类型普注，通过所述第一图形掩膜的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种载流子存储型IGBT器件，其特征在于，包括：衬底，所述衬底包括相对的第一主面和第二主面，所述衬底的第一主面设置有IGBT器件的正面结构，所述衬底的第二主面设置有IGBT器件的背面结构，所述IGBT器件包括元胞区和终端区，所述元胞区和所述终端区均包括位于所述衬底中的第一导电类型漂移区，所述背面结构包括于所述元胞区内自所述漂移区向所述衬底的第二主面依次设置的第一导电类型场截止区和第二导电类型集电区，其中所述漂移区包括依次贯穿场截止区和集电区而显露于衬底第二主面的条形区段，用于分隔相邻器件元胞的场截止区和集电区。
2.根据权利要求1所述的载流子存储型IGBT器件，其特征在于：所述元胞区的正面结构包括：自所述漂移区向所述衬底的第一主面依次设置的第一导电类型载流子存储区、第二导电类型基区及第一导电类型发射区。
3.根据权利要求2所述的载流子存储型IGBT器件，其特征在于：所述元胞区的正面结构还包括自所述衬底的第一主面延伸至所述漂移区中的沟槽栅结构，所述沟槽栅结构设置于栅极沟槽中，所述漂移区中设置有位于栅极沟槽底部的第二导电类型埋区。
4.根据权利
5.根据权利要求2所述的载流子存储型IGBT器件，其特征在于，还包括：
6.根据权利要求1至5任意一项所述的载流子存储型IGBT器件，其特征在于，还包括：
7.根据权利要求1所述的载流子存储型IGBT器件，其特征在于：所述终端区距所述元胞区的近端至远端依次包括多个截止环，最内层的截止环和次外层的截止环上方均设置有多晶硅场板，所述多晶硅场板浮空设置。
8.一种载流子存储型IGBT器件的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的载流子存储型IGBT器件的制作方法，其特征在于，于所述衬底的第一主面内执行正面工艺，包括：
10.根据权利要求9所述的载流子存储型IGBT器件的制作方法，其特征在于，形成所述沟槽栅结构的步骤，包括：
11.根据权利要求8所述的载流子存储型IGBT器件的制作方法，其特征在于，选择性地形成所述场截止区的步骤，包括：
12.根据权利要求11所述的载流子存储型IGBT器件的制作方法，其特征在于：于形成所述场截止区的步骤之后，包括：
13.根据权利要求8所述的载流子存储型IGBT器件的制作方法，其特征在于，形成所述集电区的步骤之后，包括：于所述衬底的第二主面上形成第二主电极，所述第二主电极于所述元胞区内电性接触于所述集电区和所述条形区段的端面，所述第二主电极于所述终端区内电性接触于所述场截止区。
...【技术特征摘要】
1.一种载流子存储型igbt器件，其特征在于，包括：衬底，所述衬底包括相对的第一主面和第二主面，所述衬底的第一主面设置有igbt器件的正面结构，所述衬底的第二主面设置有igbt器件的背面结构，所述igbt器件包括元胞区和终端区，所述元胞区和所述终端区均包括位于所述衬底中的第一导电类型漂移区，所述背面结构包括于所述元胞区内自所述漂移区向所述衬底的第二主面依次设置的第一导电类型场截止区和第二导电类型集电区，其中所述漂移区包括依次贯穿场截止区和集电区而显露于衬底第二主面的条形区段，用于分隔相邻器件元胞的场截止区和集电区。
2.根据权利要求1所述的载流子存储型igbt器件，其特征在于：所述元胞区的正面结构包括：自所述漂移区向所述衬底的第一主面依次设置的第一导电类型载流子存储区、第二导电类型基区及第一导电类型发射区。
3.根据权利要求2所述的载流子存储型igbt器件，其特征在于：所述元胞区的正面结构还包括自所述衬底的第一主面延伸至所述漂移区中的沟槽栅结构，所述沟槽栅结构设置于栅极沟槽中，所述漂移区中设置有位于栅极沟槽底部的第二导电类型埋区。
4.根据权利要求1所述的载流子存储型igbt器件，其特征在于：所述条形区段设置成与各器件元胞的边界重合，并且所述条形区段的宽度为0.1μm至0.8μm。
5.根据权利要求2所述的载流子存储型igbt器...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨翔宇，张庆雷，王波，王天意，
申请(专利权)人：上海林众电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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