[发明专利]功率半导体器件有效
申请号: | 201180029814.2 | 申请日: | 2011-06-17 |
公开(公告)号: | CN102934231A | 公开(公告)日: | 2013-02-13 |
发明(设计)人: | L·施托拉施塔;A·科普塔;M·拉希莫 | 申请(专利权)人: | ABB技术有限公司 |
主分类号: | H01L29/739 | 分类号: | H01L29/739;H01L29/10;H01L29/06;H01L29/78 |
代理公司: | 中国专利代理(香港)有限公司 72001 | 代理人: | 张金金;朱海煜 |
地址: | 瑞士*** | 国省代码: | 瑞士;CH |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 功率 半导体器件 | ||
1.一种具有晶圆(10)的功率半导体器件,包括不同传导类型的层,所述层设置在发射极侧(11)上的发射极电极(2)与集电极侧(15)上的集电极电极(25)之间,所述集电极侧(25)设置在所述发射极侧(11)的相对侧,
所述器件包括:
-第一传导类型的漂移层(3),其设置在所述发射极侧(11)与所述集电极侧(15)之间,
-第一层(8),其包括第一传导类型的且比所述漂移层(3)具有更高掺杂浓度的第一区(81),所述第一层(8)设置在所述漂移层(3)与所述集电极电极(25)之间,
-第二传导类型的多个基极层(4),其设置在所述漂移层(3)与所述发射极电极(2)之间,所述基极层(4)与所述发射极电极(2)直接电接触,
-第一传导类型的多个源区(6),其设置在所述发射极侧(11)且嵌入所述基极层(4)中的一个内并且接触所述发射极电极(2),所述源区(6)具有比所述漂移层(3)更高的掺杂浓度,
-多个栅电极,其中每个通过绝缘层(78)而与所述基极层(4)、所述源区(6)和所述漂移层(3)电绝缘,
其中所述发射极电极(2)包括多个基极层接触区域(22),在基极层接触区域(22),所述发射极电极(2)接触所述基极层(4)和所述源区(6),
其中有源半导体单元(18)在所述晶圆(10)内形成,所述有源半导体单元(18)包括这样的层或这样的层的部分:其位于关于与所述源区(6)中之一接触的所述基极层接触区域(22)中之一的发射极侧(11)、所述源区(6)和所述基极层(4)中之一的该处能够形成导电沟道的这样的部分的正交投影中,
其中团簇由多个该有源单元形成,特别地由至少10个有源单元形成,所述有源单元在所述发射极侧(11)上的一个方向上直接邻近彼此而设置并且以单元间距来设置有源单元,其特征在于
所述器件进一步包括第二传导类型的阱(5),其设置在与所述发射极侧(11)平行并且其中设置所述基极层(4)的平面中,
其中所述阱(5)具有表面区域并且其中所述阱(5)设置在所述有源单元(18)外部并且经由所述基极层(4)或直接在阱接触区域至少其中之一方式而与所述发射极电极(2)电连接,所述阱接触区域是所述阱(5)的最大区域的至多10%,
其中所述阱(5)设置在除设置所述多个有源单元的方向以外的、特别地垂直于该方向的另一个方向上。
2.如权利要求1所述的器件,其特征在于,所述阱(5)具有以下至少其中之一:比所述基极层(4)与所述漂移层(3)的结更深地延伸到所述晶圆(10)内的与所述漂移层(3)的结,或比所述基极层(4)更高的掺杂浓度。
3.如权利要求1或2所述的器件,其特征在于,所述阱(5)形成为单阱(51)或所述阱(5)形成为多个阱带(52)。
4.如权利要求3所述的器件,其特征在于,所述阱带(52)中的至少一部分或全部互相连接或所述阱带(52)互相分开。
5.如权利要求3所述的器件,其特征在于,所述多个基极层(4)连接到所述单阱(51)或连接到所述阱带(52)中的至少一个。
6.如权利要求1-5中任一项所述的器件,其特征在于,所述阱(5)经由所述基极层(4)接触所述发射极电极(2)并且至少一个或每个基极层(4)具有基极层表面区域并且所述至少一个基极层(4)在接触区域中接触所述阱(5),所述接触区域小于所述基极层表面区域的1%。
7.如权利要求1-6中任一项所述的器件,其特征在于,以阱间距设置所述阱带(52),所述阱间距是所述单元间距的至少3倍,特别地4倍。
8.如权利要求1-7中任一项所述的器件,其特征在于,所述器件是反向导通功率半导体器件并且所述第一层(8)进一步包括第二传导类型的第二区(85),其邻近所述第一区(81)设置。
9.如权利要求1-7中任一项所述的器件,其特征在于,所述器件是MOSFET并且所述第一层(8)由所述晶圆(10)的整个平面上采用连续层形式的所述第一区(81)组成。
10.如权利要求3所述的器件,其特征在于,所述单阱(51)或所述至少一个阱带(52)在与所述发射极侧(11)平行的平面中的最大阱区域是所述平面中的漂移层区域的0.1%至20%之间。
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