[發明專利]具有增強的雙極放大的功率半導體晶體管

有效

• 申請號: 201611042435.8
• 申請日: 2016-11-23
• 公開（公告）號: CN107039513B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 羅曼·巴布爾斯科;約翰內斯·喬治·拉文;漢斯-約阿希姆·舒爾策;安東尼奧·韋萊伊
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L29/78;H01L29/08
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 唐京橋;陳煒

1.一種功率半導體晶體管(1)，其包括第一負載端子(11)、第二負載端子(12)以及耦接至所述第一負載端子(11)和所述第二負載端子(12)的半導體本體(10)，其中，所述半導體本體(10)包括：

-漂移區(100)，其具有第一導電類型的摻雜劑；

-晶體管區段(1-1)，其被配置成傳導正向負載電流，所述晶體管區段(1-1)具有將所述第一負載端子(11)耦接至所述漂移區(100)的第一側(100-1)的控制頭(1-11)；以及

-二極管區段(1-2)，其被配置成傳導反向負載電流，其中，所述二極管區段(1-2)具有將所述第二負載端子(12)耦接至所述漂移區(100)的第二側(100-2)的二極管端口(1-22)，

其中，所述二極管端口(1-22)包括：

-第一發射極(101)，其具有所述第一導電類型的摻雜劑并且被配置成將多數電荷載流子注入到所述漂移區(100)中，所述第一發射極(101)被電連接至所述第二負載端子(12)；以及

-第二發射極(102)，其具有第二導電類型的摻雜劑并且被配置成將少數電荷載流子注入到所述漂移區(100)中，其中，所述第一發射極(101)被布置成與所述第二發射極(102)接觸，并且其中，通過所述第一發射極(101)與所述第二發射極(102)之間的過渡形成的pn結(105)呈現小于10V的擊穿電壓，其中，所述第一發射極(101)和所述第二發射極(102)中的每一個呈現至少5e18cm^-3的摻雜劑濃度。

2.根據權利要求1所述的晶體管(1)，其中，所述pn結(105)與所述第二負載端子(12)隔離。

3.根據權利要求1或2所述的晶體管(1)，其中，所述第一發射極(101)和所述第二發射極(102)被配置成作為齊納二極管操作。

4.根據權利要求1所述的晶體管(1)，其中，所述二極管端口(1-22)形成所述二極管區段(1-2)的陰極的一部分。

5.根據權利要求1所述的晶體管(1)，其中，所述晶體管區段(1-1)還包括將所述第二負載端子(12)耦接至所述漂移區(100)的第二側(100-2)的漏極端口(1-12)，其中，所述漏極端口(1-12)包括被布置成與所述第二發射極(102)隔開并且電連接至所述第二負載端子(12)的第三發射極(103)，所述第三發射極(103)具有所述第二導電類型的摻雜劑并且被配置成將少數電荷載流子注入到所述漂移區(100)中。

6.根據權利要求5所述的晶體管(1)，其中，所述第三發射極(103)被布置為與所述第一發射極(101)橫向相鄰，所述第一發射極(101)使所述第二發射極(102)與所述第二負載端子(12)和所述第三發射極(103)中的每一個隔離。

7.根據權利要求5所述的晶體管(1)，其中，所述第二發射極(102)沿著第一橫向方向(X)的總延伸小于所述第三發射極(103)沿著所述第一橫向方向(X)的總延伸的75％。

8.根據權利要求5所述的晶體管(1)，其中，所述第三發射極(103)的摻雜劑濃度在1e16cm^-3至1e18 cm^-3的范圍內。

9.根據權利要求5所述的晶體管(1)，其中，所述半導體本體(10)還包括具有所述第一導電類型的摻雜劑的、與所述漂移區(100)相比具有較大的摻雜劑濃度的場截止區(107)，其中，所述場截止區(107)將所述第一發射極(101)、所述第二發射極(102)和所述第三發射極(103)中的每一個耦接至所述漂移區(100)。

10.根據權利要求1所述的晶體管(1)，其中，所述晶體管(1)包括配置成傳導所述正向負載電流和所述反向負載電流中的每一個的有源區以及圍繞所述有源區的非有源邊緣區，其中，所述有源區包括多個有源單元，其中，每個有源單元包括至少一個所述晶體管區段(1-1)和至少一個所述二極管區段(1-2)。