[发明专利]功率半导体装置

权利要求书

1.一种具有栅电极的绝缘栅双极装置(1)，所述装置包括有源单元，其在发射极侧(22)上的发射极电极(2)和与所述发射极侧(22)相对的集电极侧(27)上的集电极电极(25)之间具有按如下顺序的不同导电型的层：

第一导电型的源极区(3)，

与接触区域(24)中的所述发射极电极(2)接触的第二导电型的基极层(4)，

具有高掺杂浓度的所述第一导电型的增强层(8)，

具有比所述增强层(8)低的掺杂浓度的所述第一导电型的漂移层(5)，

所述第二导电型的集电极层(6)，

其中所述栅电极设置在所述发射极侧(22)上，并且其中所述增强层(8)将所述基极层(4)与所述漂移层(5)分离，

其特征在于

所述第二导电型的补偿层(9)设置于所述增强层(8)和所述漂移层(5)之间，其具有补偿层厚度t_p(92)，所述补偿层厚度t_p(92)是在垂直于所述发射极侧(22)的平面内所述补偿层(9)的最大厚度，

所述补偿层(9)设置在所述增强层(8)和所述漂移层(5)之间的所述接触区域(24)的投影中，使得在所述增强层(8)和所述漂移层(5)之间保持沟道，

所述补偿层(9)没有连接到所述基极层(4)，所述补偿层(9)没有延伸到所述接触区域(24)的投影以外的区域中，

所述增强层(8)具有增强层厚度t_n(82)，其在与所述补偿层厚度(92)相同的平面内测量，

N_pt_p＝kN_nt_n，

其中N_n是所述增强层的掺杂浓度；

其中N_p是所述补偿层的所述掺杂浓度；以及

k是在0.67和1.5之间的因子。

2.如权利要求1所述的双极装置(1)，其特征在于，所述双极装置(1)包括具有比所述漂移层(5)高的掺杂浓度的所述第一导电型的缓冲层(55)，所述缓冲层(55)设置在所述漂移层(5)和所述集电极层(6)之间。

3.如权利要求1和2中任意一项所述的双极装置(1)，其特征在于，所述增强层(8)的最大掺杂浓度为至少1×10¹⁶cm^-3。

4.如权利要求1和2中任意一项所述的双极装置(1)，其特征在于，所述增强层(8)的最大掺杂浓度为至少2×10¹⁶cm^-3。

5.如权利要求1到4中任意一项所述的双极装置(1)，其特征在于，所述增强层的最大掺杂浓度最大达到1×10¹⁷cm^-3。

6.如权利要求1到5中任意一项所述的双极装置(1)，其特征在于，所述补偿层厚度(92)在0.1和10μm之间，尤其在0.5和5μm之间。

7.如权利要求1到6中任意一项所述的双极装置(1)，其特征在于，k在0.8和1.2之间。

8.如权利要求1到6中任意一项所述的双极装置(1)，其特征在于，k在0.9和1.1之间。

9.如权利要求1到6中任意一项所述的双极装置(1)，其特征在于，k在0.95和1.05之间。

10.如权利要求1到9中任意一项所述的双极装置(1)，其特征在于，所述栅电极是槽栅电极(75)和平面栅电极(7)中的一个。

11.如权利要求1到10中任意一项所述的双极装置(1)，其特征在于，所述补偿层(9)没有延伸到所述接触区域(24)投影以外的区域中。

12.如权利要求1到11中任意一项所述的双极装置(1)，其特征在于，所述双极装置(1)至少包括两个有源单元。

13.如权利要求1到12中任意一项所述的双极装置(1)，其特征在于，所述补偿层厚度t_p(92)设置于所述接触区域(24)的中心。

14.如权利要求1到13中任意一项所述的双极装置(1)，其特征在于，所述双极装置(1)是在由硅或GaN或SiC制成的晶片的基础上制作的。

15.如权利要求1到14中任意一项所述的双极装置(1)，其特征在于，所述增强层(8)包括在第一深度中的连续部分和在第二深度中的另一部分，所述第二深度大于所述第一深度，所述第二深度中所述增强层(8)与所述补偿层(9)交替，并且所述第一和所述第二深度从所述发射极侧(22)测量。