【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种功率器件，尤其是一种可抑制短路失效的igbt器件。
技术介绍
1、igbt(绝缘栅双极型晶体管)是由bjt(双极性晶体管)和mosfet(绝缘栅型场效应管)组合而成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，同时具有mosfet高输入阻抗和gtr(giant transistor)低导通压降的特性。现阶段，igbt器件已经成为电力电子设备的主流器件，在开关电源、整流器、逆变器和ups等领域有着广泛的应用。
2、在实际应用中，igbt器件一般具有较高的电压等级，但由于使用在电机驱动等应用场合，不可避免的承受着电机堵转、桥路直通等风险，因此，往往要求此类应用场合的igbt器件具备一定的抗短路能力。
3、然而，由于现代igbt器件的高电流密度和薄片化设计，使得短路失效风险日渐突出，针对短路失效的关键性改善也显得尤为重要。
技术实现思路
1、本技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种可抑制短路失效的igbt器件，其可有效抑制短路失效风险，提高igbt器件的使用寿命以及适应性。
2、按照本技术提供的技术方案，所述可抑制短路失效的igbt器件，包括具有第一导电类型的衬底、制备于所述衬底正面的正面元胞结构以及制备于所述衬底背面的背面电极结构，
3、在所述igbt器件的截面上，背面电极结构包括若干在衬底背面依次交替排布的第一导电类型集电区以及第二导电类型集电区，第一导电类型集电区、第二导电类型集电区与衬底内的第一导电类型缓冲层接触；p>
4、在第一导电类型缓冲层内设置若干第二导电类型浮空埋层，其中，一第二导电类型浮空埋层与一第一导电类型集电区对应，且任一第二导电类型浮空埋层不超过所对应的第一导电类型集电区。
5、相邻的第二导电类型浮空埋层由所在的第一导电类型缓冲层间隔，且相邻的第二导电类型浮空埋层的间距为8μm～10μm。
6、在所述igbt器件的截面上，第二导电类型浮空埋层的长度为5μm～15μm，第二导电类型浮空埋层的厚度为0.5μm～1μm。
7、所述背面电极结构还包括集电极金属，所述集电极金属与第一导电类型集电区以及第二导电类型集电区欧姆接触。
8、所述正面元胞结构与衬底的有源区对应，正面元胞结构包括若干制备于元胞内的元胞，正面元胞结构内的元胞并联成一体，所述元胞为沟槽型元胞或平面型元胞。
9、元胞为沟槽型元胞时，对任一元胞，所述元胞包括元胞沟槽，所述元胞沟槽从衬底的正面向所述衬底的背面方向垂直延伸，元胞沟槽的槽底位于第二导电类型基区的上方；
10、第二导电类型基区横贯衬底的有源区，第二导电类型基区与元胞沟槽的外侧壁接触，元胞沟槽的外侧壁还与第一导电类型发射区接触，第一导电类型发射区位于第二导电类型基区内；
11、在元胞沟槽内填充有导电多晶硅，所述导电多晶硅通过覆盖元胞沟槽内壁的绝缘栅氧化层与所在的元胞沟槽内壁绝缘隔离；
12、第一导电类型发射区以及第二导电类型基区与衬底正面上方的发射极金属欧姆接触，发射极金属与导电多晶硅绝缘隔离。
13、元胞沟槽的槽口设置绝缘介质层，导电多晶硅通过绝缘介质层与发射极金属绝缘隔离；导电多晶硅与衬底正面上方的门极金属欧姆接触。
14、所述门极金属以及发射极金属基于同一工艺步骤制备形成。
15、第一导电类型缓冲层内所有的第二导电类型浮空埋层基于同一工艺步骤制备形成。
16、所述衬底包括硅衬底；
17、第一导电类型缓冲层的掺杂浓度大于衬底的掺杂浓度。
18、本技术的优点：在第一导电类型缓冲层内设置第二导电类型浮空埋层，当短路发生时，第二导电类型浮空埋层可注入空穴，抑制背面电子浓度过高引起电流丝的作用，实现电场调制，从而，在不改变igbt器件正面结构设计以及整体性能参数的情况下，能够有效的针对短路失效进行改善，防止短路失效的风险；而在非短路工况下，对igbt器件性能不会有明显影响；工艺简单且可操作性强，有利用量产使用。
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1.一种可抑制短路失效的IGBT器件，包括具有第一导电类型的衬底、制备于所述衬底正面的正面元胞结构以及制备于所述衬底背面的背面电极结构，其特征是：
2.根据权利要求1所述的可抑制短路失效的IGBT器件，其特征是：相邻的第二导电类型浮空埋层由所在的第一导电类型缓冲层间隔，且相邻的第二导电类型浮空埋层的间距为8μm～10μm。
3.根据权利要求1所述的可抑制短路失效的IGBT器件，其特征是：在所述IGBT器件的截面上，第二导电类型浮空埋层的长度为5μm～15μm，第二导电类型浮空埋层的厚度为0.5μm～1μm。
4.根据权利要求1所述的可抑制短路失效的IGBT器件，其特征是：所述背面电极结构还包括集电极金属，所述集电极金属与第一导电类型集电区以及第二导电类型集电区欧姆接触。
5.根据权利要求1至4任一项所述的可抑制短路失效的IGBT器件，其特征是：所述正面元胞结构与衬底的有源区对应，正面元胞结构包括若干制备于元胞内的元胞，正面元胞结构内的元胞并联成一体，所述元胞为沟槽型元胞或平面型元胞。
6.根据权利要求5所述的可抑制短路失
7.根据权利要求6所述的可抑制短路失效的IGBT器件，其特征是：元胞沟槽的槽口设置绝缘介质层，导电多晶硅通过绝缘介质层与发射极金属绝缘隔离；导电多晶硅与衬底正面上方的门极金属欧姆接触。
8.根据权利要求7所述的可抑制短路失效的IGBT器件，其特征是：所述门极金属以及发射极金属基于同一工艺步骤制备形成。
9.根据权利要求1至4任一项所述的可抑制短路失效的IGBT器件，其特征是：第一导电类型缓冲层内所有的第二导电类型浮空埋层基于同一工艺步骤制备形成。
10.根据权利要求1至4任一项所述的可抑制短路失效的IGBT器件，其特征是：所述衬底包括硅衬底；
...【技术特征摘要】
1.一种可抑制短路失效的igbt器件，包括具有第一导电类型的衬底、制备于所述衬底正面的正面元胞结构以及制备于所述衬底背面的背面电极结构，其特征是：
2.根据权利要求1所述的可抑制短路失效的igbt器件，其特征是：相邻的第二导电类型浮空埋层由所在的第一导电类型缓冲层间隔，且相邻的第二导电类型浮空埋层的间距为8μm～10μm。
3.根据权利要求1所述的可抑制短路失效的igbt器件，其特征是：在所述igbt器件的截面上，第二导电类型浮空埋层的长度为5μm～15μm，第二导电类型浮空埋层的厚度为0.5μm～1μm。
4.根据权利要求1所述的可抑制短路失效的igbt器件，其特征是：所述背面电极结构还包括集电极金属，所述集电极金属与第一导电类型集电区以及第二导电类型集电区欧姆接触。
5.根据权利要求1至4任一项所述的可抑制短路失效的igbt器件，其特征是：所述正面元胞结构与衬底的有源区对应，正面元胞结构包括若干制备于元胞内的元胞，正面元胞...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐真逸，杨飞，吴凯，张广银，朱阳军，
申请(专利权)人：江苏芯长征微电子集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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