[發明專利]短路半導體器件及其操作方法

在審

• 申請號: 202010749269.5
• 申請日: 2020-07-30
• 公開（公告）號: CN112310192A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: M·申克;R·巴特爾梅斯;P·魏德納;D·皮科爾日;M·德羅爾德納;M·施特爾特;H·尼貝爾;U·克爾納-韋德豪森;C·德里林;J·普日比拉
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技有限兩合公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/08;H01L29/74
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 黃曉升

1.短路半導體器件，所述短路半導體器件具有半導體本體(16、25、32、39、48、55、58、61、69、74、77)，在所述半導體本體中，沿豎直方向(v)從具有由其幾何重心確定的背面中心(13)的背面(4)開始，直至與所述背面(4)相對的具有由其幾何重心確定的正面中心(13)的正面(5)，相繼地設置有第一導電類型(p)的背面基極區(6)，與所述第一導電類型互補的第二導電類型(n)的內部區域(7)，以及所述第一導電類型(p)的正面基極區(8)，其中，所述背面基極區(6)與施加在所述背面(4)上的背面電極(11)以通過其橫向延伸給定的橫向背面電極寬度(W_ER)導電連接，并且所述正面基極區(8)與施加在正面(5)上的正面電極(10)通過其橫向延伸給定的橫向正面電極寬度(W_EV)導電連接，其中，在所述正面基極區(8)中嵌入至少一個正面導通結構(17、23、30、35、53、63)并且由所述正面電極(10)至少部分地覆蓋，和/或在所述背面基極區(6)嵌入至少一個背面導通結構(31、36、46、57)并且由所述背面電極(11)至少部分地覆蓋，其中，相應的導通結構(17、23、30、31、35、36、46、53、63)是所述第二導電類型(n)的發射極結構(17、23、30、35、36、46、53、63)，所述發射極結構分別與施加到其嵌入的基極區(6、8)上的電極(10、11)導電接觸，所述發射極結構借助于至少一個通過半導體本體(16、25、32、39、48、55、58、61、69、74、77)電作用到其上的觸發結構(20、26、37、38、47、54、60)導通，所述觸發結構又能夠借助于輸送給它的電導通信號激活，

其特征在于，

所述觸發結構(20、26、37、38、47、54、60)這樣構造和設置，使得所述觸發結構在其激活狀態下將具有預定的能量輸入的浪涌電流注入到所述觸發結構(20、26、37、38、47、54、60)與正面和/或背面導通結構(17、23、30、35、36、46、53、63)之間的半導體本體(16、25、32、39、48、55、58、61、69、74、77)中，所述浪涌電流不可逆地破壞在相應的導通結構(17、23、30、35、36、46、53、63)和其嵌入的基極區(6、8)之間形成的第一半導體結，和/或在所述基極區(6、8)和內部區域(7)之間形成的第二半導體結。

2.根據權利要求1所述的短路半導體器件，其特征在于，

所述能量輸入被預定在從大約1Ws到大約3Ws之間的范圍內。

3.根據權利要求1或2述的短路半導體器件，其特征在于，

所述半導體本體(16、25、32、39、48、55、58、61、69、74、77)在位于所述觸發結構(20、26、37、38、47、54、60)與正面和/或背面導通結構(17、23、30、35、36、46、53、63)之間的、浪涌電流被注入的區域中，在徑向方向(r)上具有小于大約10Ω的電阻。

4.根據前述權利要求中任一項所述的短路半導體器件，其特征在于，

所述正面導通結構(17、23、30、35、53、63)具有通過其橫向延伸給定的正面橫向導通結構寬度(W_SV)，并且背面導通結構(31、36、46、57)具有由其橫向延伸給定的背面橫向導通結構寬度(W_SR)，其中，所述橫向導通結構寬度(W_SV、W_SR)與接觸相應的導通結構的各個電極(10、11)的相應的橫向電極寬度(W_EV、W_ER)的比例小于1，優選小于4/5，更優選小于3/4，還更優選小于2/3并且還更優選小于1/2。

5.根據前述權利要求中任一項所述的短路半導體器件，其特征在于，

所述導通結構(31、46、53、57)完全由所述正面電極(10)和所述背面電極(11)覆蓋。