[发明专利]功率半导体装置有效
申请号: | 201710906126.9 | 申请日: | 2017-09-29 |
公开(公告)号: | CN107887431B | 公开(公告)日: | 2021-07-27 |
发明(设计)人: | J.G.拉文;F.D.普菲尔施 | 申请(专利权)人: | 英飞凌科技股份有限公司 |
主分类号: | H01L29/739 | 分类号: | H01L29/739;H01L29/06;H01L21/331 |
代理公司: | 中国专利代理(香港)有限公司 72001 | 代理人: | 申屠伟进;杜荔南 |
地址: | 德国瑙伊比*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 功率 半导体 装置 | ||
1.一种功率半导体装置,包括:
半导体主体,具有正面和背面;
布置在正面的第一负载端子和布置在背面的第二负载端子;
漂移区域,被包括在半导体主体中并且具有第一导电型的掺杂物;
第一基元,被布置在正面并且包括:
第一源极区域,以电气方式与第一负载端子连接;
第一主体区域,被包括在半导体主体中,第一主体区域具有与第一导电型互补的第二导电型的掺杂物并且隔离第一源极区域与漂移区域;和
第一电极,以电气方式与功率半导体装置的第一控制端子连接,并且被配置为在第一沟道区域中引起第一反型沟道,第一沟道区域在第一主体区域内部从第一源极区域延伸到漂移区域,所述第一电极通过具有第一厚度的第一绝缘层而与所述第一沟道区域绝缘;
第二基元,被布置在正面并且包括:
第二源极区域,被包括在半导体主体中,第二源极区域具有第一导电型的掺杂物并且以电气方式与第一负载端子连接;
第二主体区域,被包括在半导体主体中,第二主体区域具有第二导电型的掺杂物并且隔离第二源极区域与漂移区域,并且以电气方式与所述第一负载端子连接;和
第二电极,以电气方式与第一负载端子连接,并且被布置在提供在所述半导体主体中的沟槽中,并且通过具有第二厚度的第二绝缘层而与所述第二主体区域分开,所述第二厚度小于所述第一厚度;
第一背面发射极区域,被包括在半导体主体中,第一背面发射极区域以电气方式与第二负载端子连接并且具有第二导电型的掺杂物,其中第一背面发射极区域和第一基元具有第一共同横向延伸范围;以及
第二背面发射极区域,被包括在半导体主体中,第二背面发射极区域以电气方式与第二负载端子连接并且具有第一导电型的掺杂物,其中第二背面发射极区域和第二基元具有第二共同横向延伸范围。
2.如权利要求1所述的功率半导体装置,其中所述漂移区域包括阻挡层区域,阻挡层区域具有第一导电型的掺杂物并且被布置在第二主体区域附近,其中阻挡层区域的掺杂物浓度高于漂移区域的与阻挡层区域相邻的部分的掺杂物浓度。
3.如权利要求2所述的功率半导体装置,其中所述阻挡层区域的掺杂物浓度是漂移区域的与阻挡层区域相邻的所述部分的掺杂物浓度的至少100倍。
4.如权利要求2所述的功率半导体装置,其中所述阻挡层区域被布置为与第二主体区域接触。
5.如权利要求3所述的功率半导体装置,其中所述第二厚度等于所述第一厚度的至多50%。
6.如权利要求1所述的功率半导体装置,其中与所述第一基元和第二基元不同的第三基元被布置在所述正面并且包括具有所述第二导电型的掺杂物的第三发射极区域,所述第三发射极区域以电气方式与所述第一负载端子连接并且与所述漂移区域形成pn结。
7.如权利要求6所述的功率半导体装置,其中所述第三发射极区域具有与所述第一主体区域和所述第二主体区域的相应掺杂物浓度不同的掺杂浓度。
8.如权利要求1所述的功率半导体装置,其中所述第一电极通过具有第一介电常数的第一绝缘层而与第一沟道区域绝缘,并且其中第二电极通过具有第二介电常数的第二绝缘层而与第二沟道区域绝缘,第二介电常数大于第一介电常数。
9.如权利要求1所述的功率半导体装置,其中所述第二厚度等于所述第一厚度的至多50%。
10.如权利要求1所述的功率半导体装置,其中所述第一源极区域被包括在半导体主体中并且具有第一导电型的掺杂物。
11.如权利要求1所述的功率半导体装置,其中所述功率半导体装置是反向传导IGBT。
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