[发明专利]功率半导体器件

权利要求书

1.一种功率半导体器件(1)，具有半导体衬底(4)和在阴极侧(21)上形成的阴极金属化(2)和在与阴极侧(21)相反的阳极侧(31)上形成的阳极金属化(3)，

所述半导体衬底(4)包括具有不同导电类型的层的四层结构，

所述四层结构限定可通过栅电极(5)关断的晶闸管的内部结构，并且，

所述四层结构包括：

-接触阴极金属化(2)的第一导电类型的外阴极区域(6)；

-在与阴极金属化(2)相反的一侧上接触阴极区域(6)的第二导电类型的第一基极层(8)；

-在与外阴极区域(6)相反的一侧上接触第一基极层(8)的第一导电类型的第二基极层(9)；和

-接触阳极金属化(3)的第二导电类型的外阳极层(7)，

所述栅电极(5)布置在阴极侧(21)上并与所述第一基极层(8)电接触，

其特征在于，

第一基极层(8)包括阴极基极区域(81)和至少一个栅极基极区域(82)，

所述阴极基极区域(81)在与阴极金属化(2)相反的一侧上与阴极区域(6)相邻布置并且接触至少阴极区域的中心区域(61)，

所述至少一个栅极基极区域(82、82’)与第二基极层(9)相邻布置并邻接阴极基极区域(81)，

所述至少一个栅极基极区域(82、82’)在至少一个第一深度处具有与阴极基极区域(81)相同的标称掺杂浓度，上述第一深度为距阴极区域(6)的与阴极金属化(2)相反的一侧的垂直距离，

所述至少一个栅极基极区域(82、82’)与栅电极(5)电接触，并具有以下特征中的至少一种：

-在至少一个第二深度处具有比阴极基极区域(81)高的掺杂浓度，上述第二深度比所述第一深度大；或者

-具有比阴极基极区域(81)大的深度。

2.根据权利要求1的半导体器件，其特征在于，栅极基极区域(82、82’)的掺杂浓度在上述至少一个第二深度处为阴极基极区域(81)的掺杂浓度的至少两倍、特别是至少五倍。

3.根据权利要求1或2的半导体器件，其特征在于，上述至少一个栅极基极区域(82、82’)的深度比阴极基极区域(81)的深度深至少5μm、特别是20μm。

4.根据权利要求3的半导体器件，其特征在于，上述至少一个栅极基极区域(82、82’)的深度比阴极基极区域(81)的深度深最多50μm。

5.根据权利要求1、3或4的半导体器件，其特征在于，上述至少一个栅极基极区域(82、82’)在接近栅极基极区域(82、82’)与第二基极层(9)之间的结的深度处的掺杂浓度高于阴极基极区域(81)在接近阴极基极区域(81)与第二基极层(9)之间的结的深度处的掺杂浓度。

6.根据前述权利要求中的一项的半导体器件，其特征在于，上述至少一个栅极基极区域(82、82’)与阴极区域(6)具有交迭区域(821)，阴极区域的中心区域(61)的大小为交迭区域(821)的至少两倍、特别是八倍。

7.根据前述权利要求中的任一项的半导体器件，其特征在于，半导体器件包括关于阴极区域的中心区域(61)对称地布置在阴极基极区域(81)两侧的至少两个栅极基极区域(82、82’)。

8.根据权利要求1或5的半导体器件，其特征在于，阴极基极区域(81)在与阴极金属化(2)相反的整个阴极区域(6)侧面上与阴极区域(6)接触，上述至少一个栅极基极区域(82、82’)与阴极区域(6)相邻布置。

9.根据前述权利要求中的任一项的半导体器件，其特征在于，半导体器件包括具有比第二基极层(9)的掺杂浓度高的第一导电类型的缓冲层(10)，该缓冲层(10)布置在与第一基极层(8)相反的一侧的第二基极层(9)与阳极层(7)之间。

10.根据前述权利要求中的任一项的半导体器件，其特征在于，半导体器件是集成栅极换流晶闸管。

11.根据前述权利要求中的任一项的半导体器件，其特征在于，阴极基极区域(81)具有20μm～200μm、特别是120μm的厚度和/或5*10¹⁵/cm³～5*10¹⁸/cm³的最大掺杂浓度。