[發明專利]半導體器件和逆導IGBT

在審

• 申請號: 201410769086.4
• 申請日: 2012-01-17
• 公開（公告）號: CN104576720A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: F.D.普菲爾施
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技奧地利有限公司
• 主分類號: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L29/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 申屠偉進;劉春元

提供一種半導體器件和逆導IGBT。該半導體器件包括具有基極區域（1）的半導體本體（40）以及布置在半導體本體（40）的主水平表面（15）上的第一電極（10）。該半導體本體（40）還包括具有與基極區域（1）形成第一pn結（9）的本體區域（2）的IGBT單元（110）以及具有與基極區域（1）形成第二pn結（9a）的陽極區域（2a）的二極管單元（120）。在垂直剖面中僅在IGBT單元（110）中形成與第一電極（10）歐姆接觸的源極區域（3）以及與第一電極（10）歐姆接觸的抗閂鎖區域（4）。該抗閂鎖區域（4）具有比本體區域（2）的最大摻雜濃度高的最大摻雜濃度。

本申請是于2012年1月17日提交的申請號為201210013681.6且發明名稱為“半導體器件和逆導IGBT”的中國發明專利申請的分案申請。

技術領域

本說明書涉及逆導IGBT、尤其涉及逆導功率IGBT和具有逆導IGBT結構的半導體器件的實施例。

背景技術

諸如轉換電學能量和驅動電馬達或電機器之類的汽車、消費和工業應用中的現代器件的很多功能依賴于半導體器件。絕緣柵雙極晶體管（IGBT）已經用于包括但不限于電源和功率轉換器中的開關的各類應用。

在不同的操作周期中，流經操作為開關或馬達驅動器的IGBT的電流的方向可以不同。在IGBT的“正向模式”中，IGBT的本體-漏極結的pn-本體二極管反向偏置，且器件的電阻能夠由施加于IGBT的柵電極的電壓控制。為了在pn-本體二極管被正向偏置的“反向模式”中允許低歐姆電流流過IGBT，可以提供具有兩種摻雜類型的部分的結構化集電極區域。由此單片集成的續流二極管的損耗在IGBT的反向模式中主要由電流流動和本體二極管兩端的電壓降的乘積決定。具有單片集成續流二極管的IGBT也被命名為逆導IGBT。這些半導體器件避免與所需接觸以及外部續流二極管的電源線相關的電感和電容。

由于高閂鎖魯棒性的原因，典型地在IGBT的本體區域中提供高摻雜抗閂鎖區域。在反向模式中，抗閂鎖區域操作為具有集成續流二極管的高發射極效率的發射極區域。這導致漂移區的溢流（flooding），在下文中，漂移區也被稱為基極區域，其在IGBT的反向模式中具有少數電荷載流子。因此，集成續流二極管的截止能量、反向電流峰值以及IGBT的導通能量通常對于具有單片集成續流二極管的IGBT太高，尤其在硬開關應用中。

為了減小反向模式中具有少數電荷載流子的基極區域的溢流，例如，通過使用快速金或鉑擴散或通過在處理期間使用諸如電子或光子之類的高能粒子照射IGBT的半導體本體，可以減小基極區域中少數載流子的壽命。然而，載流子壽命的減少典型地導致增加的正向電壓VF且導致增加的飽和正向電壓VCEsat。這進而增加了正向模式中的IGBT的功率損耗。

發明內容

根據一個實施例，提供一種半導體器件。該半導體器件包括半導體本體，該半導體本體具有第一導電類型的基極區域和主水平表面。第一電極布置在主水平表面上。半導體本體還包括IGBT單元和二極管單元。在垂直剖面中，IGBT單元包括與基極區域形成第一pn結的第二導電類型的本體區域。在垂直剖面中，二極管單元包括與基極區域形成第二pn結的第二導電類型的陽極區域。在垂直剖面中，僅在IGBT單元中形成與第一電極歐姆接觸的第一導電類型的源極區域以及與第一電極歐姆接觸的第二導電類型的抗閂鎖區域。抗閂鎖區域具有比本體區域的最大摻雜濃度高的最大摻雜濃度。