[發(fā)明專利]在漂移體積中具有p層的n溝道雙極型功率半導(dǎo)體器件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710564862.0
• 申請日: 2017-07-12
• 公開（公告）號: CN107611176B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: R.巴布爾斯克;M.比納;H-J.舒爾策;O.J.施普爾伯
• 申請（專利權(quán)）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L21/331;H01L27/06;H01L29/10
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 申屠偉進(jìn);杜荔南

1.一種雙極型功率半導(dǎo)體器件（1），具有半導(dǎo)體本體（10），所述半導(dǎo)體本體（10）被配置為在所述功率半導(dǎo)體器件（1）的第一負(fù)載端子（11）與第二負(fù)載端子（12）之間傳導(dǎo)負(fù)載電流，所述雙極型功率半導(dǎo)體器件（1）進(jìn)一步包括：

- 源極區(qū)（101），其是第一導(dǎo)電類型的并被電連接到所述第一負(fù)載端子（11）；

- 半導(dǎo)體溝道區(qū)（102），其在所述半導(dǎo)體本體（10）中實施并具有第二導(dǎo)電類型，并且將所述源極區(qū)（101）與所述半導(dǎo)體本體（10）的剩余部分（103）分離；

- 第一溝槽類型的溝槽（13），其在所述半導(dǎo)體本體（10）中沿著延伸方向（Z）延伸并被布置為鄰近所述半導(dǎo)體溝道區(qū)（102），第一溝槽類型的所述溝槽（13）包括通過絕緣體（132）與所述半導(dǎo)體本體（10）絕緣的控制電極（131），其中，所述控制電極（131）被配置為對所述半導(dǎo)體溝道區(qū)（102）中的負(fù)載電流的路徑進(jìn)行控制；

- 至少一個第二導(dǎo)電類型的發(fā)射極區(qū)（108），其在所述半導(dǎo)體本體（10）中實施并被電連接到所述第二負(fù)載端子（12），其中，所述半導(dǎo)體本體（10）進(jìn)一步包括：

- 第一導(dǎo)電類型的阻擋區(qū)（103）；以及

- 漂移體積，其至少具有第二導(dǎo)電類型的第一漂移區(qū)（104），其中，所述阻擋區(qū)（103）將所述第一漂移區(qū)（104）與所述半導(dǎo)體溝道區(qū)（102）耦合；

- 第一導(dǎo)電類型的緩沖區(qū)（107），其被布置于在一側(cè)的所述半導(dǎo)體本體（10）的所述漂移體積與在另一側(cè)的所述發(fā)射極區(qū)（108）之間，所述緩沖區(qū)（107）的摻雜劑濃度在所述緩沖區(qū)（107）沿著所述延伸方向（Z）的總長度的至少20％上增加，

- 其中，所述第一漂移區(qū)（104）具有沿著所述延伸方向（Z）的總延伸（DZ4），所述總延伸（DZ4）為所述半導(dǎo)體本體（10）沿著所述延伸方向（Z）的總延伸的至少5%。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙極型功率半導(dǎo)體器件（1），其中，

- 所述源極區(qū)（101）與所述半導(dǎo)體溝道區(qū)（102）之間的過渡形成第一結(jié)（1012）；

- 所述阻擋區(qū)（103）與所述溝道區(qū)（102）之間的過渡形成第二結(jié)（1023）；

- 第一溝槽類型的所述溝槽（13）沿著所述延伸方向（Z）延伸到所述半導(dǎo)體本體（10）中比所述第一結(jié)（1012）和所述第二結(jié)（1023）中的每一個延伸得更遠(yuǎn)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙極型功率半導(dǎo)體器件（1），其中，被包括在第一溝槽類型的所述溝槽（13）中的所述控制電極（131）沿著所述延伸方向（Z）延伸得比所述第一結(jié)（1012）和所述第二結(jié)（1023）中的每一個更遠(yuǎn)。

4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項所述的雙極型功率半導(dǎo)體器件（1），其中，第一溝槽類型的所述溝槽（13）具有沿著所述延伸方向（Z）的從所述半導(dǎo)體本體（10）的表面（10-1）測量的總延伸（DZT），并且其中由所述阻擋區(qū)（103）與所述第一漂移區(qū)（104）之間的過渡形成的第三結(jié)（1034）被布置在所述總延伸（DZT）的50%到95%的范圍內(nèi)的水平內(nèi)。

5.根據(jù)前述權(quán)利要求1-3中的一項所述的雙極型功率半導(dǎo)體器件（1），其中，第一溝槽類型的所述溝槽（13）具有沿著所述延伸方向（Z）的從所述半導(dǎo)體本體（10）的表面（10-1）測量的總延伸（DZT），并且其中沿著所述延伸方向從所述第一漂移區(qū)（104）到所述半導(dǎo)體本體（10）的剩余部分的過渡被布置在所述總延伸（DZT）的大于200%的水平內(nèi)。

6.根據(jù)前述權(quán)利要求1-3中的一項所述的雙極型功率半導(dǎo)體器件（1），其中，所述第一漂移區(qū)（104）至少與所述溝槽（13）的較低區(qū)段接觸，所述較低區(qū)段占第一溝槽類型的所述溝槽（13）沿著所述延伸方向（Z）的所述總延伸（DZT）的至少10%。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙極型功率半導(dǎo)體器件（1），包括所述第一溝槽類型的多個溝槽（13），其中，所述溝槽（13）沿著第一橫向方向（X）布置。