[發明專利]功率半導體裝置及相應模塊

在審

• 申請號: 201480014225.0
• 申請日: 2014-03-12
• 公開（公告）號: CN105190895A
• 公開（公告）日: 2015-12-23
• 發明（設計）人: M.拉希莫
• 申請（專利權）人: ABB技術有限公司
• 主分類號: H01L29/745
• 分類號: H01L29/745;H01L29/749;H01L29/10;H01L29/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 葉曉勇;姜甜

1.一種功率半導體裝置(1)，包括晶圓(10)，在該晶圓(10)上，發射極電極(2)設置在所述晶圓的發射極側(22)上，并且集電極電極(25)設置在所述晶圓的與所述發射極側(22)相對的集電極側(27)上，

其中平面門極電極(7)設置在所述發射極側(22)上，該門極電極(7)包括導電門極層(72)和絕緣層(74)，所述絕緣層(74)將所述門極層(72)與所述晶圓(10)中的第一導電類型或者與所述第一導電類型不同的第二導電類型的任何層分隔，

所述第一和第二導電類型的層按照下列順序設置在所述集電極側與發射極側(27，22)之間：

第二導電類型的集電極層(6)，

所述第一導電類型的漂移層(5)，該漂移層(5)具有恒定低摻雜濃度，

所述第一導電類型的增強層(52)，具有比所述漂移層(5)高的最大摻雜濃度，包括第一增強區(54)，

所述第二導電類型的基層(4)，包括第一基區(42)和第二基區(44)，

所述第一導電類型的第一發射極層(3)和第二發射極層(35)，

其中所述發射極電極(2)在發射極接觸區(21)接觸所述第一基區(42)和所述第一發射極層(3)，

所述第一增強區(54)設置在所述第一基區(42)與所述漂移層(5)之間，該第一增強區(54)將所述第一基區(42)與所述第二基區(44)和所述漂移層(5)分隔，并且該第一增強區(54)接觸所述第二發射極層(35)，

所述第一發射極層(3)通過所述基層(4)和所述第一增強區(54)與所述漂移層(5)分隔，

所述第二發射極層(35)通過所述基層(4)與所述漂移層(5)并且與所述第一發射極層(3)分隔，

所述IGBT溝道(100)可從所述第一發射極層(3)經由所述第一基區(42)和所述第一增強區(54)到所述漂移層(5)形成，

晶閘管溝道(12)可從所述第二發射極層(35)經由所述第二基區(44)到所述漂移層(5)形成，

MOS溝道(140)可從第一發射極層(3)經由所述第一基區(42)和所述第一增強區(54)到所述第二發射極層(35)形成，其中溝道的級聯可經由所述MOS溝道(140)和所述晶閘管溝道(120)從所述第一發射極層(3)到所述漂移層(5)形成。

2.如權利要求1所述的功率半導體裝置，其特征在于，所述第一發射極層(3)是包圍所述發射極接觸區(21)的封閉層。

3.如權利要求1或2所述的功率半導體裝置(1)，其特征在于，所述增強層(52)還第二增強區(56)，所述第二增強區(56)設置在所述第二基區(44)與所述漂移層(5)之間，并且該增強層(52)將所述第二基區(44)與所述漂移層(5)分隔。

4.如權利要求1至3中的任一項所述的功率半導體裝置，其特征在于，所述發射極接觸區(21)在與所述發射極側(22)平行的平面中包括彼此相對的兩個第一側(23)，其中所述IGBT溝道(100)可在所述發射極接觸區(21)的所述兩個第一側(23)形成。

5.如權利要求4所述的功率半導體裝置(1)，其特征在于，所述發射極接觸區(21)在與所述發射極側(22)平行的平面中包括彼此相對的兩個第二側(24)，該兩側(24)與所述第一側(23)垂直地設置，并且所述MOS溝道(140)可在所述發射極接觸區(21)的所述兩個第二側(24)形成。

6.如權利要求1至5中的任一項所述的功率半導體裝置，其特征在于，所述第一發射極層(3)在與所述發射極側(22)平行并且與所述第一側(23)垂直的平面中具有最大第一擴展(32)，以及

所述第二發射極層(35)在相同平面并且與提供所述第一擴展(32)的方向平行的平面中具有最大第二擴展(37)，其中所述第二擴展(37)大于所述第一擴展(32)。

7.如權利要求1至6中的任一項所述的功率半導體裝置(1)，其特征在于，所述裝置(1)包括設置在第一行中的多個發射極接觸區(21)以及設置在與所述第一行平行的第二行中的多個第二發射極層(35)，其中所述第一側(23)與所述第一行垂直地設置。

8.如權利要求7所述的功率半導體裝置(1)，其特征在于，一個或多個第二行設置在兩個第一行之間。