[發明專利]RC IGBT、生產RC IGBT的方法和控制半橋電路的方法

在審

• 申請號: 202111121396.1
• 申請日: 2021-09-24
• 公開（公告）號: CN114256341A
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: R·巴布爾斯克
• 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;H01L21/331;H02M1/00;H02M1/08;H02M1/088
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張凌苗;周學斌

1.一種RC IGBT（1），包括：

-具有IGBT區段（1-21）和二極管區段（1-22）的有源區（1-2）；

-半導體本體（10），具有第一側（110）和第二側（120）；

-在第一側（110）處的第一負載端子（11）和在第二側（120）處的第二負載端子（12）；

-多個控制溝槽（14、15），沿著第一橫向方向（X）彼此平行地布置并且沿著豎直方向（Z）延伸到半導體本體（10）中，其中，多個控制溝槽（14、15）延伸到IGBT區段（1-21）和二極管區段（1-22）兩者中；

-半導體本體（10）中的多個IGBT臺地（17）和多個二極管臺地（18），臺地（17、18）中的至少一些中的每個沿著第一橫向方向（X）被控制溝槽（14、15）中的至少一個橫向限制；

-在多個控制溝槽（14、15）中，多個IGBT控制電極（141）以及與IGBT控制電極（141）電隔離的多個等離子體控制電極（151），IGBT控制電極（141）和等離子體控制電極（151）中的每個與第一負載端子（11）和第二負載端子（12）兩者電隔離；

其中：

οIGBT區段（1-21）包括IGBT控制電極（141）的第一子集和等離子體控制電極（151）的第一子集兩者；

ο二極管區段（1-22）包括等離子體控制電極（151）的第二子集。

2.根據權利要求1所述的RC IGBT（1），其中，多個IGBT控制電極（141）被配置用于接收IGBT控制信號（13-21），并且其中，多個等離子體控制電極（151）被配置用于接收與IGBT控制信號（13-21）不同的等離子體控制信號（13-22）。

3.根據權利要求1或2所述的RC IGBT（1），其中，IGBT控制電極（141）中的每個被布置在與IGBT臺地（17）中的一個相鄰的控制溝槽（14）中的相應一個中。

4.根據前述權利要求之一所述的RC IGBT（1），其中，等離子體控制電極（151）中的每個被布置在與二極管臺地（18）中的一個相鄰的控制溝槽（15）中的相應一個中。

5.根據前述權利要求之一所述的RC IGBT（1），其中，每個IGBT臺地（17）包括第一導電類型的源極區（101）和第二導電類型的本體區（102），兩者均電連接到第一負載端子（11），其中，本體區（102）將源極區（101）與IGBT臺地（17）中的第一導電類型的剩余部分隔離，并且與所述剩余部分形成IGBT臺地（17）中的pn結（1021）。

6.根據前述權利要求之一所述的RC IGBT（1），其中，二極管區段（1-22）不包括任何IGBT臺地（17）。

7.根據前述權利要求之一所述的RC IGBT（1），其中，每個二極管臺地（18）包括電連接到第一負載端子（11）的第二導電類型的本體區（102），本體區（102）與二極管臺地（18）中的第一導電類型的剩余部分形成二極管臺地（18）中的pn結（1021）。

8.根據前述權利要求之一所述的RC IGBT（1），其中，每個二極管臺地（18）沒有電連接到第一負載端子（11）的第一導電類型區。

9.根據前述權利要求之一所述的RC IGBT（1），包括多個二極管區段（1-22），其中，二極管區段（1-22）中的至少兩個中的每個具有沿著第一橫向方向（X）的橫向延伸，相當于至少在豎直方向（Z）上的漂移區（100）的厚度或相當于至少在豎直方向（Z）上的半導體本體的厚度（d）。

10.根據權利要求9所述的RC IGBT（1），其中，所述至少兩個二極管區段（1-22）中的每個還具有沿著第二橫向方向（Y）的橫向延伸，相當于至少漂移區厚度或相當于至少半導體本體厚度（d）。