[发明专利]半导体器件和具有势垒区的绝缘栅双极型晶体管

权利要求书

1.一种半导体器件，包括：

势垒区，其被夹在漂移区和电荷载流子转移区之间，所述势垒区和所述电荷载流子转移区形成pn结，并且所述势垒区和所述漂移区形成单质结，其中所述势垒区中的杂质浓度高达所述漂移区中的杂质浓度的至少10倍；

控制结构，其被配置为在反型状态中在所述漂移区和所述势垒区中形成反型层，并且在非反型状态中，在所述漂移区和所述势垒区中不形成反型层。

2.如权利要求1所述的半导体器件，

其中，所述半导体器件被配置为，在所述漂移区和负载电极之间沿着所述控制结构在反型层中，不形成穿过所述电荷载流子转移区的、用于少数电荷载流子的路径。

3.如权利要求1所述的半导体器件，

其中所述控制结构从半导体主体的第一表面延伸进入所述半导体主体之中，至少向下延伸至所述漂移区，所述半导体主体包括所述电荷载流子转移区，以及

所述电荷载流子转移区在所述控制结构处直接邻接所述第一表面。

4.如权利要求1所述的半导体器件，

其中所述控制结构从半导体主体的第一表面延伸进入所述半导体主体之中，至少向下延伸至所述漂移区，所述半导体主体包括所述电荷载流子转移区，以及

所述控制结构包括控制电极、控制介电层和顶部介电层，其中所述控制介电层被夹在第一侧处的所述势垒区和漂移区和与所述第一侧相对的第二侧处的所述控制电极之间，以及

所述顶部介电层在所述第一表面和所述控制电极之间，并在垂直于所述第一表面的垂直方向上与所述电荷载流子转移区重叠。

5.如权利要求3或4所述的半导体器件，

其中所述半导体器件是半导体二极管，所述半导体二极管包括具备所述漂移区和所述势垒区的导电类型的阴极层，所述阴极层在所述漂移区和所述半导体主体的与所述第一表面相对的第二表面之间。

6.如权利要求1所述的半导体器件，

其中所述半导体器件是包括场效应晶体管单元的绝缘栅双极型晶体管。

7.如权利要求3或4所述的半导体器件，

其中所述半导体器件是反向导通绝缘栅双极型晶体管，所述反向导通绝缘栅双极型晶体管包括集电极层，所述集电极层包括在所述漂移区和所述半导体主体的与所述第一表面相对的第二表面之间的第一导电类型的第一区域以及与所述第一导电类型互补的第二导电类型的第二区域。

8.如权利要求3或4所述的半导体器件，

其中所述半导体器件是非反向导通绝缘栅双极型晶体管，所述非反向导通绝缘栅双极型晶体管包括集电极层，所述集电极层在所述漂移区和所述半导体主体的与所述第一表面相对的第二表面之间，其中所述集电极层具有与所述漂移区的第一导电类型互补的第二导电类型。

9.如权利要求6所述的半导体器件，

其中所述晶体管单元包括与源区和所述漂移区形成pn结的体区以及栅极结构，所述栅极结构被配置为在所述晶体管的导通状态期间在所述体区中形成反型层并且在所述导通状态之外在所述体区中不形成反型层。

10.如权利要求9所述的半导体器件，

其中所述控制结构包括控制电极和控制介电层，所述控制介电层在位于第一侧的所述势垒区和所述漂移区和位于与所述第一侧相对的第二侧的所述控制电极之间，

所述栅极结构包括栅极电极和栅极介电层，所述栅极介电层在位于第一侧的所述体区和位于与所述第一侧相对的第二侧的所述栅极电极之间，以及

所述栅极结构和所述控制结构被相互电连接。

11.如权利要求9所述的半导体器件，其中，

在所述栅极结构和所述控制结构处的高于第一阈值电压的电压引起所述导通状态，

低于第二阈值电压的电压引起所述反型状态，所述第二阈值电压低于所述第一阈值电压，以及

在所述第一阈值电压和所述第二阈值电压之间的电压既不引起所述导通状态也不引起所述反型状态。