[发明专利]在漂移体积中具有p层的n沟道双极型功率半导体器件

说明书

本发明涉及在漂移体积中具有p层的n沟道双极型功率半导体器件。一种功率半导体器件，具有半导体本体，所述半导体本体被配置为在第一负载端子与第二负载端子之间传导负载电流，包括：源极区，其具有第一导电类型的掺杂剂并被电连接到所述第一负载端子；半导体沟道区，其在所述半导体本体中实施并具有第二导电类型的掺杂剂，并且将所述源极区与所述半导体本体的剩余部分分离；第一沟槽类型的沟槽，其在所述半导体本体中沿着延伸方向延伸并被布置为邻近所述半导体沟道区，第一沟槽类型的所述沟槽包括通过绝缘体与所述半导体本体绝缘的控制电极，其中所述控制电极被配置为对所述半导体沟道区中的负载电流的路径进行控制。

技术领域

本说明书涉及双极型功率半导体器件的实施例和对双极型功率半导体器件进行处理的方法的实施例。特别的是，本说明书涉及在漂移体积中具有p层的n沟道功率半导体器件的实施例以及功率半导体器件处理方法的对应实施例。

背景技术

现代设备在汽车、用户和工业应用中的许多功能例如转换电能和驱动电动机或电机依赖功率半导体器件。例如，绝缘栅双极型晶体管（IGBT）、金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）和二极管（举几个示例）已被用于各种应用，所述各种应用包括但不限于电源和功率转换器中的开关。

功率半导体器件通常包括半导体本体，其被配置为在器件的两个负载端子之间沿着负载电流路径传导负载电流。进一步地，负载电流路径可借助于绝缘控制电极（有时也被称为栅电极）来控制。例如，在从例如驱动器单元接收到对应的控制信号时，控制电极可将功率半导体器件设置为导通状态（也被称为接通状态）和阻断状态（也被称为关断状态）之一。

对于给定应用，功率半导体器件可以必须遵从一些额定值，所述额定值关于例如最小电压阻断能力和/或最小标称负载电流能力（举一些例子），在示例性应用中，例如具有IGBT配置的功率半导体器件可被耦合到DC环节（DC link）例如电容器，并且可被用于DC-DC和/或DC-AC转换。然后，在示例中，关于最小电压阻断能力的要求能够说明所述功率半导体器件的最小阻断电压必须相当于DC环节电压的最大值的至少两倍。

另一方面，给定应用应通常展示出高的效率程度。为此，除了所述额定值之外，可能附加地期望在应用中使用的功率半导体器件展示出低损耗，例如低接通状态和/或低开关损耗。所述损耗通常与额定值成比例，例如器件的电压阻断能力越高，它的接通状态损耗通常也越高。

发明内容

根据实施例，一种双极型功率半导体器件（在文中，也被称为“功率半导体器件”），其具有半导体本体，所述半导体本体被配置为在其第一负载端子与其第二负载端子之间传导负载电流，所述双极型功率半导体器件包括：源极区，其是第一导电类型的并被电连接到所述第一负载端子；半导体沟道区，其在所述半导体本体中实施并具有第二导电类型，并且，将所述源极区与所述半导体本体的剩余部分分离；第一沟槽类型的沟槽，其在所述半导体本体中沿着延伸方向延伸并被布置为邻近所述半导体沟道区，第一沟槽类型的所述沟槽包括通过绝缘体与所述半导体本体绝缘的控制电极，其中，所述控制电极被配置为对所述半导体沟道区中的负载电流的路径进行控制；以及至少一个第二导电类型的发射极区，其在所述半导体本体中实施并被电连接到所述第二负载端子。所述半导体本体进一步包括：第一导电类型的阻挡区；以及漂移体积，其至少具有第二导电类型的第一漂移区，其中，所述阻挡区将所述第一漂移区与所述半导体沟道区耦合。所述半导体本体也包括第一导电类型的缓冲区，其被布置于在一侧的所述半导体本体的所述漂移体积与在另一侧的所述发射极区之间，其中，所述第一漂移区具有沿着所述延伸方向的总延伸，所述总延伸为所述半导体本体沿着所述延伸方向的总延伸的至少5%。