本发明专利技术实施例公开了一种IGBT器件，包括：衬底和位于衬底正面的栅极结构和源极结构，位于所述衬底背面的集电极结构和调整栅结构，其中，所述集电极结构和调整栅结构在所述衬底背面相间分布，且二者之间绝缘。在器件的开关状态下，调整栅结构的电压高于集电区电压，则在所述调整栅区域上方会形成一层电子富集的区域，使所述IGBT器件在一定的击穿电压下，载流子在衬底内的漂移区厚度更薄，器件的关断拖尾电流较小，降低了器件在开关状态下的关断损耗；在器件的导通状态下，调整栅结构的电压低于集电区电压，则在所述调整栅结构区域上方会形成一层空穴富集的区域，增加了集电区宽度和载流子浓度，降低了器件在导通状态下的导通损耗。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术实施例公开了一种IGBT器件，包括：衬底和位于衬底正面的栅极结构和源极结构，位于所述衬底背面的集电极结构和调整栅结构，其中，所述集电极结构和调整栅结构在所述衬底背面相间分布，且二者之间绝缘。在器件的开关状态下，调整栅结构的电压高于集电区电压，则在所述调整栅区域上方会形成一层电子富集的区域，使所述IGBT器件在一定的击穿电压下，载流子在衬底内的漂移区厚度更薄，器件的关断拖尾电流较小，降低了器件在开关状态下的关断损耗；在器件的导通状态下，调整栅结构的电压低于集电区电压，则在所述调整栅结构区域上方会形成一层空穴富集的区域，增加了集电区宽度和载流子浓度，降低了器件在导通状态下的导通损耗。【专利说明】IGBT器件及其制作方法
本专利技术涉及半导体制造
，更具体地说，涉及一种IGBT器件及其制作方法。
技术介绍
绝缘栅双极型晶体管(InsulatedGate Bipolar Transistor,简称 IGBT)是由双极型三极管(BJT)和绝缘栅型场效应管(MOSFET)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET器件的高输入阻抗和电力晶体管(即巨型晶体管，简称GTR)的低导通压降两方面的优点，由于IGBT具有驱动功率小而饱和压降低的优点，目前IGBT作为一种新型的电力电子器件被广泛应用到各个领域。对于平面栅结构的IGBT器件，又分为穿通型IGBT和非穿通型IGBT，以N型沟道为例，如图1所示，非穿通型IGBT主要包括:N型轻掺杂(N-)的衬底101及其正面上的栅极结构104 ；位于N-衬底101表面内的P型阱区102 (—般为P型轻掺杂)，位于P型阱区102表面内的N型源区103 ；位于P型阱区102和N型源区103表面上的源极105 ；位于N-衬底101背面的P型重掺杂集电区106，位于集电区106表面的集电极107。所述非穿通型IGBT器件集电区106的注入效率高，器件的静态导通损耗小，但是在开关状态下，器件的关断尾电流较大，增加了关断损耗，器件的折中关系较差(IGBT器件存在导通与开关两种状态，两种状态下的能量损耗存在着此消彼长的关系，即为折中关系。具体应用中应综合考虑两种特性，选取最靠近原点的最优点以优化器件整体性能)。如图2所示，穿通型IGBT器件是在非穿通型IGBT器件的基础上，深入N-衬底101表面内设置有N型缓冲层108，P型重掺杂集电区106位于N型缓冲层108表面。上述N型缓冲层108的存在可以使穿通型IGBT器件在一定的击穿电压下，载流子在N-衬底101内的漂移区厚度更薄，器件的关断拖尾电流较小，降低了器件的关断损耗，但是N型缓冲层108的存在又会减小集电区的注入效率，增加了器件的静态导通损耗，所以器件的折中关系依然较差。并且，沟槽栅型IGBT器件同样存在上述问题。可见，现有的IGBT器件的折中关系均不理想。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种IGBT器件及其制作方法，解决了现有技术中的问题，改善了 IGBT器件的折中关系，提高了器件的性能。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案:一种IGBT器件，包括:衬底和位于衬底正面的栅极结构和源极结构；位于所述衬底背面的集电极结构和调整栅结构，其中，所述集电极结构和调整栅结构在所述衬底背面相间分布，且二者之间绝缘。优选的，所述调整栅结构和所述集电极结构均至少为一个。优选的，所述调整栅结构为两个，所述集电极结构为一个时，所述集电极结构位于两个调整栅结构之间。优选的，所述集电极结构和调整栅结构的宽度比为1:1。优选的，所述集电极结构包括:深入所述衬底表面内的集电区，该集电区表面与所述衬底背面齐平；位于所述集电区表面上的集电极。优选的，所述调整栅结构包括:位于所述衬底表面上的调整栅介质层；位于所述调整栅介质层表面上的调整栅；包覆所述调整栅上表面和侧壁的调整栅钝化层。优选的，所述调整栅结构包括:位于所述衬底表面内的调整栅沟槽；位于所述调整栅沟槽底部和侧壁的调整栅介质层；位于所述调整栅介质层表面上的沟槽调整栅，所述沟槽调整栅填满所述调整栅沟槽；位于所述沟槽调整栅表面的调整栅钝化层。一种IGBT器件制作方法，包括:提供衬底；在所述衬底正面形成栅极结构和源极结构；在所述衬底背面形成集电极结构和调整栅结构，其中，所述集电极结构和调整栅结构在所述衬底背面相间分布，且二者之间绝缘。优选的，在所述衬底背面形成集电极结构和调整栅结构的过程，包括:在所述衬底背面形成调整栅介质层；在所述调整栅介质层表面上形成调整栅层；对所述调整栅层和调整栅介质层进行刻蚀，形成平面调整栅，并露出部分衬底；在所述平面调整栅表面和侧壁形成调整栅钝化层；以所述调整栅钝化层为掩膜，形成集电区，所述集电区深入所述衬底表面内，且该集电区表面与所述衬底背面齐平；在所述集电区表面上形成集电极。优选的，在所述衬底背面形成集电极结构和调整栅结构的过程，包括:在所述衬底背面形成调整栅介质层；在所述调整栅介质层表面上形成调整栅层；在所述调整栅层表面上形成第一调整栅钝化层；对所述调整栅层、调整栅介质层和第一调整栅钝化层进行刻蚀，形成平面调整栅，并露出部分衬底；在所述平面调整栅侧壁形成第二调整栅钝化层，所述第一调整栅钝化层和第二调整栅钝化层构成所述调整栅钝化层；以所述调整栅钝化层为掩膜，形成集电区，所述集电区深入所述衬底表面内，且该集电区表面与所述衬底背面齐平；在所述集电区表面上形成集电极。优选的，在所述衬底背面形成集电极结构和调整栅结构的过程，包括:在所述衬底背面内形成调整栅沟槽；在所述述调整栅沟槽底部和侧壁形成调整栅介质层；在所述调整栅介质层表面上形成沟槽调整栅，所述沟槽调整栅填满所述调整栅沟槽；在所述沟槽调整栅表面上形成调整栅钝化层；以所述调整栅钝化层为掩膜，形成集电区，所述集电区深入所述衬底表面内，且该集电区表面与所述衬底背面齐平；在所述集电区表面上形成集电极。由上述方案可见，本申请所提供的IGBT器件，包括:衬底和位于衬底正面的栅极结构和源极结构，位于所述衬底背面的集电极结构和调整栅结构，其中，所述集电极结构和调整栅结构在所述衬底背面相间分布，且二者之间绝缘。并且，在所述IGBT器件工作时，调整栅结构会被施以一定的电压，即，在器件的开关状态下，调整栅结构的电压高于集电区电压，则在所述调整栅区域上方会形成一层电子富集的区域，即相当于在调整栅区域上方形成一 N型缓冲层，使所述IGBT器件在一定的击穿电压下，载流子在衬底内的漂移区厚度更薄，器件的关断拖尾电流较小，降低了器件在开关状态下的关断损耗，同时由于N型缓冲层的存在，所述IGBT器件可以承受较高的击穿电压；在器件的导通状态下，调整栅结构的电压低于集电区电压，则在所述调整栅结构区域上方会形成一层空穴富集的区域，增加了集电区宽度和载流子浓度，即增加了集电极的注入效率，降低了器件在导通状态下的导通损耗。可见，本申请所提供的IGBT器件既降低了关断损耗又降低了导通损耗，折中关系较现有的IGBT器件有了显著的改善，提高了 IGBT的器件性能。【专利附图】【附图说明】通过附图所示，本专利技术的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种IGBT器件，其特征在于，包括：衬底和位于衬底正面的栅极结构和源极结构；位于所述衬底背面的集电极结构和调整栅结构，其中，所述集电极结构和调整栅结构在所述衬底背面相间分布，且二者之间绝缘。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：谈景飞，朱阳军，王波，张文亮，褚为利，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
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