[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510975015.4
• 申請(qǐng)日: 2015-12-23
• 公開（公告）號(hào): CN105720095B
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: T.巴斯勒;J.G.拉文;H-J.舒爾策
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/739
• 分類號(hào): H01L29/739;H01L29/72;H01L29/06;H01L29/40;H01L27/02
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王洪斌;張濤

1.一種功率器件，包括：

半導(dǎo)體基底，其包括定義功率器件的有效面積的多個(gè)可開關(guān)晶胞，每個(gè)可開關(guān)晶胞包括發(fā)射極區(qū)以及集電極區(qū)；

發(fā)射極金屬化件，其與可開關(guān)晶胞的發(fā)射極區(qū)進(jìn)行歐姆接觸；以及

集電極金屬化件，其與可開關(guān)晶胞的集電極區(qū)進(jìn)行歐姆接觸；

其中，所述有效面積包括第一可開關(guān)區(qū)和不同于第一可開關(guān)區(qū)的第二可開關(guān)區(qū)，第一和第二可開關(guān)區(qū)中的每一個(gè)包括可開關(guān)區(qū)中的一個(gè)或多個(gè)的至少一部分；

其中，第一可開關(guān)區(qū)具有在定義器件閾值的5V至10V范圍內(nèi)的第一閾值，在所述器件閾值下，功率器件變得導(dǎo)電以便在發(fā)射極金屬化件與集電極金屬化件之間連續(xù)地傳導(dǎo)功率器件的額定電流；以及

其中，第二可開關(guān)區(qū)具有在定義功率器件的浪涌閾值的15V至25V范圍內(nèi)的第二閾值，在該浪涌閾值下，功率器件變得可操作用于在發(fā)射極金屬化件與集電極金屬化件之間傳導(dǎo)浪涌電流，其中，功率器件的浪涌電流為功率器件的額定電流的至少五倍大。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率器件，其中，布置在第二可開關(guān)區(qū)中的可開關(guān)晶胞的傳輸特性的斜率高于布置在第一可開關(guān)區(qū)中的可開關(guān)晶胞的傳輸特性的斜率。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的功率器件，其中，所述第一可開關(guān)區(qū)包括半導(dǎo)體基底的第一表面面積，所述第二可開關(guān)區(qū)包括半導(dǎo)體基底的第二表面面積，第二表面面積等于或大于第一表面面積。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至2中的任一項(xiàng)所述的功率器件，還包括邊緣終結(jié)點(diǎn)，其中，當(dāng)在到半導(dǎo)體基底的主表面上的平面投影中看時(shí)，被第二可開關(guān)區(qū)域覆蓋的面積與被第一可開關(guān)區(qū)域覆蓋的面積的面積比在邊緣終結(jié)點(diǎn)附近的有效面積的外區(qū)中比在有效面積的內(nèi)區(qū)中高，該內(nèi)區(qū)被與邊緣終結(jié)點(diǎn)間隔開布置。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至2中的任一項(xiàng)所述的功率器件，還包括與可開關(guān)晶胞的柵極電極結(jié)構(gòu)進(jìn)行歐姆接觸的柵極總線結(jié)構(gòu)，其中，被第二可開關(guān)區(qū)覆蓋的面積與被第一可開關(guān)區(qū)覆蓋的面積的面積比在柵極總線結(jié)構(gòu)附近的區(qū)域中比在有效面積的中心區(qū)域中高。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至2中的任一項(xiàng)所述的功率器件，其中，每個(gè)主體區(qū)包括具有高于主體區(qū)的摻雜濃度的主體接觸區(qū)，其中，布置在第一可開關(guān)區(qū)中的可開關(guān)晶胞的主體接觸區(qū)的各部分具有與布置在第二可開關(guān)區(qū)的可開關(guān)晶胞的主體接觸區(qū)的各部分的摻雜濃度不同的摻雜濃度。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的功率器件，其中，布置在第二可開關(guān)區(qū)中的可開關(guān)晶胞的主體接觸區(qū)的各部分具有比布置在第一可開關(guān)區(qū)中的可開關(guān)晶胞的主體接觸區(qū)的各部分的摻雜濃度高的摻雜濃度。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至2中的任一項(xiàng)所述的功率器件，其中，每個(gè)主體區(qū)包括緊挨著可開關(guān)晶胞的柵極電極結(jié)構(gòu)的溝道區(qū)，其中，布置在第一可開關(guān)區(qū)中的可開關(guān)晶胞的溝道區(qū)的各部分具有與布置在第二可開關(guān)區(qū)的可開關(guān)晶胞的溝道區(qū)的各部分的摻雜濃度不同的摻雜濃度。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的功率器件，其中，布置在第二可開關(guān)區(qū)中的可開關(guān)晶胞的溝道區(qū)的各部分具有比布置在第一可開關(guān)區(qū)中的可開關(guān)晶胞的溝道區(qū)的各部分的摻雜濃度高的摻雜濃度。

10.根據(jù)權(quán)利要求1至2中的任一項(xiàng)所述的功率器件，其中，每個(gè)可開關(guān)晶胞包括柵極電極與該可開關(guān)晶胞的主體區(qū)之間的柵極絕緣層，其中，布置在第二可開關(guān)區(qū)中的可開關(guān)晶胞的柵極絕緣層具有比布置在第一可開關(guān)區(qū)中的可開關(guān)晶胞的柵極絕緣層的厚度更高的厚度。

11.根據(jù)權(quán)利要求1至2中的任一項(xiàng)所述的功率器件，其中，每個(gè)可開關(guān)晶胞包括柵極電極與該可開關(guān)晶胞的主體區(qū)之間的柵極絕緣層，其中，布置在第一可開關(guān)區(qū)中的可開關(guān)晶胞的柵極絕緣層具有與布置在第二可開關(guān)區(qū)中的可開關(guān)晶胞的柵極絕緣層的介電常數(shù)不同的介電常數(shù)。

12.根據(jù)權(quán)利要求1至2中的任一項(xiàng)所述的功率器件，其中，所述可開關(guān)晶胞每個(gè)包括具有浮置柵極的柵極電極結(jié)構(gòu)。