[發明專利]具有可完全耗盡的n溝道區和p溝道區的IGBT

在審

• 申請號: 201811531736.6
• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN109935632A
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發明（設計）人: A.毛德;T.金齊希;F-J.尼德諾斯泰德;C.P.桑多
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技德累斯頓公司
• 主分類號: H01L29/739
• 分類號: H01L29/739;H01L29/10;H01L21/331
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 陳曉;申屠偉進

1.一種功率半導體器件，其具有耦合到第一負載端子結構和第二負載端子結構的半導體主體，所述半導體主體包括第一導電類型的漂移區并且被配置成在功率半導體器件的導通狀態期間傳導負載電流以及在功率半導體器件的阻斷狀態期間阻斷負載電流，其中所述功率半導體器件包括多個單元，每個單元包括：

- 包括在第一單元部分中的第一臺面，所述第一臺面包括：被電連接到第一負載端子結構的第一導電類型的第一端口區，以及被耦合到漂移區的第一溝道區，其中所述第一臺面在垂直于第一臺面內的負載電流部分的垂直方向的橫向方向上展現小于100 nm的總延伸；

- 包括在第二單元部分中的第二臺面，所述第二臺面包括：第二導電類型的并且被電連接到第一負載端子結構的第二端口區，以及被耦合到漂移區的第二溝道區；

- 溝槽結構，其包括被配置成控制負載電流的控制電極結構；

- 其中，第一單元部分被配置成在導通狀態中使第一溝道區完全耗盡第二導電類型的移動電荷載流子，

- 其中，第一單元部分被配置成在導通狀態中在第一溝道區中誘導用于第一導電類型的移動電荷載流子的電流路徑，并且在阻斷狀態中不誘導用于第一導電類型的移動電荷載流子的電流路徑，

- 第二導電類型的引導區域，其被布置在第二溝道區以下并且沿著垂直方向從第一和第二溝道區二者在空間上移位，其中所述引導區域在橫向方向上與第二臺面橫向重疊并且朝向第一臺面橫向延伸而不與第一臺面橫向重疊。

2.根據權利要求1所述的功率半導體器件，還包括第一導電類型的阻擋區域，其中所述阻擋區域被布置在所述引導區域和所述溝槽結構之間。

3.根據權利要求2所述的功率半導體器件，其中所述阻擋區域的摻雜劑濃度是漂移區的摻雜劑濃度的至少兩倍。

4.一種功率半導體器件，其具有耦合到第一負載端子結構和第二負載端子結構的半導體主體，所述半導體主體被配置成傳導負載電流并且包括第一導電類型的漂移區，其中所述功率半導體器件包括多個單元，每個單元包括：

- 包括在第一單元部分中的第一臺面，所述第一臺面包括：被電連接到第一負載端子結構的第一導電類型的第一端口區，以及被耦合到漂移區的第一溝道區；

- 包括在第二單元部分中的第二臺面，所述第二臺面包括：第二導電類型的并且被電連接到第一負載端子結構的第二端口區，以及被耦合到漂移區的第二溝道區；

- 溝槽結構，其包括用于至少借助于第一溝道區中的導電溝道來控制負載電流的控制電極結構；

- 第二導電類型的引導區域，其被布置在第二溝道區以下，其中所述引導區域在橫向方向上與第二臺面橫向重疊并且朝向第一臺面橫向延伸而不與第一臺面橫向重疊；

- 被布置在所述引導區域和所述溝槽結構之間的第一導電類型的阻擋區域，其中所述阻擋區域的摻雜劑濃度是漂移區的摻雜劑濃度的至少兩倍。

5.根據權利要求4所述的功率半導體器件，其中所述引導區域沿著第一臺面內的負載電流部分的垂直方向從第一和第二溝道區二者在空間上移位，并且其中所述第一臺面在垂直于垂直方向的橫向方向上展現小于100 nm的總延伸。

6.根據權利要求4所述的功率半導體器件，其中所述引導區域展現至少10¹⁵ cm^-3的摻雜劑濃度，并且其中所述引導區域至少借助于漂移區而與第二負載端子結構分離。

7.根據權利要求5所述的功率半導體器件，其中所述控制電極結構包括被配置成控制第一溝道區中的導電溝道和第二溝道區中的積聚溝道二者的第一控制電極，并且其中所述引導區域沿著橫向方向與第一控制電極橫向重疊達第一控制電極的總橫向延伸的至少60%。

8.根據權利要求5所述的功率半導體器件，其中所述溝槽結構包括與第一臺面接合的第一溝槽側壁、與第二臺面接合的第二溝槽側壁、以及在第一溝槽側壁和第二溝槽側壁之間的溝槽底部，并且其中所述溝槽底部與所述阻擋區域接合。