[發明專利]具有結構化的阻擋區的二極管

在審

• 申請號: 202010978933.3
• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN112599597A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: J·G·拉文;R·巴布斯克;A·菲利波;C·P·桑多
• 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;H01L29/861;H01L21/329;H01L21/331;H01L27/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉書航;申屠偉進

1.一種功率半導體器件(1)，包括：

-具有二極管區段(1-22)的有源區(1-2)；

-圍繞有源區(1-2)的邊緣終止區(1-3)；

-半導體本體(10)，具有前側(110)和背側(120)；

-在半導體本體前側(110)處的第一負載端子(11)和在半導體本體背側(120)處的第二負載端子(12)，其中二極管區段(1-22)被配置用于在第一負載端子(11)和第二負載端子(12)之間傳導二極管負載電流；

-第一導電類型的漂移區(100)，其被形成在半導體本體(10)中并且延伸到二極管區段(1-22)中；

-多個溝槽(14，15，16)，其被布置在二極管區段(1-22)中，每個溝槽沿著豎向方向(Z)從前側(110)延伸到半導體本體(10)中并且包括被通過溝槽絕緣體(142，152，162)與半導體本體(10)隔離的溝槽電極(141，151，161)，其中，兩個相鄰的溝槽限定半導體本體(10)中的相應的臺面部分(17)；

-第二導電類型的本體區(102)，其被形成在半導體本體(10)的臺面部分中并且被電連接到第一負載端子(11)；

-在二極管區段(1-22)中，在本體區(102)和漂移區(100)之間的第一導電性的阻擋區(107)，其中與漂移區(100)的平均摻雜劑濃度相比阻擋區(107)具有至少100倍大的摻雜劑濃度并且阻擋區(107)具有比本體區(102)的摻雜劑劑量大的摻雜劑劑量，其中阻擋區(107)具有橫向結構，根據該橫向結構：

○二極管區段(1-22)中的本體區(102)的至少50%被至少借助于阻擋區(107)耦合到漂移區(100)；以及

○二極管區段(1-22)中的本體區(102)的至少5%在沒有阻擋區(107)的情況下耦合到漂移區(100)。

2.根據權利要求1所述的功率半導體器件(1)，其中，阻擋區(107)的橫向結構與二極管區段(1-22)的水平橫截面的區域的至少70%形成橫向重疊，其中二極管區段(1-22)中的本體區(102)被至少借助于其中建立了所述橫向重疊的阻擋區(107)耦合到漂移區(100)。

3.根據權利要求1或2所述的功率半導體器件(1)，其中，阻擋區(107)包括凹部(1071)，凹部(1071)在橫向上與二極管區段(1-22)中的在沒有阻擋區(107)的情況下耦合到漂移區(100)的本體區(102)的至少5%重疊。

4.根據權利要求3所述的功率半導體器件(1)，其中，

-兩個相鄰的凹部(1071)之間的橫向距離是由阻擋區(107)的圖案的阻擋間距限定的，所述圖案限定阻擋區(107)的橫向結構；

-兩個相鄰的溝槽(15，16)之間的橫向距離是由二極管區段(1-22)中的溝槽的圖案的溝槽間距限定的；

-阻擋間距的最小值大于溝槽間距的最小值。

5.根據權利要求4所述的功率半導體器件(1)，其中，阻擋間距的最小值小于半導體本體(10)的厚度的50%，所述厚度(d)是在二極管區段(1-22)中沿著豎向方向(Z)從前側(110)到背側(120)的距離。

6.根據權利要求4或5所述的功率半導體器件(1)，其中，阻擋區(107)的橫向延伸方向被布置成正交于溝槽圖案的橫向延伸。

7.根據權利要求4或5或6所述的功率半導體器件(1)，其中，阻擋區(107)的橫向延伸方向被布置成平行于溝槽圖案的橫向延伸。

8.根據前述權利要求之一所述的功率半導體器件(1)，其中，二極管區段(1-22)中的溝槽(16)的溝槽電極(161)的至少50%被電連接到第一負載端子(11)。

9.根據前述權利要求之一所述的功率半導體器件(1)，進一步包括具有接觸插塞(111)的接觸插塞結構，其中，每個接觸插塞(111)被配置為建立與相應的臺面部分(17)的接觸，以便將該相應的臺面部分(17)電連接到第一負載端子(11)。