[发明专利]功率半导体器件

说明书

本发明公开了功率半导体器件。一种功率半导体器件包括耦合到第一负载端子和第二负载端子的半导体主体。半导体主体包括：电连接到第一负载端子的第二导电类型的第一掺杂区域；电连接到第二负载端子的第二导电类型的发射极区域；具有第一导电类型且布置在第一掺杂区域和发射极区域之间的漂移区域。漂移区域和第一掺杂区域使得功率半导体器件能够在以下状态下操作：导通状态，在所述导通状态期间，负载端子之间的负载电流沿正向方向传导；正向阻断状态，在所述正向阻断状态期间施加在端子之间的正向电压被阻断；以及反向阻断状态，在所述反向阻断状态期间施加在端子之间的反向电压被阻断。半导体主体进一步包括至少被布置在第一掺杂区域内的复合区。

技术领域

本说明书涉及功率半导体器件的实施例以及处理功率半导体器件的方法的实施例。特别地，本说明书涉及过电压保护功率半导体芯片的方面和功率半导体器件开关的实施例以及相应的处理方法的实施例。

背景技术

汽车、消费者和工业应用中的现代装置的许多功能，诸如转换电能以及驱动电动机或电机依赖于功率半导体开关。例如，举几个示例，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）和二极管已经用于各种应用，包含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主体，该半导体主体被配置为沿该器件的两个负载端子之间的负载电流路径传导负载电流。进一步地，负载电流路径可以借助于绝缘电极（有时被称为栅极电极）来控制。例如，在从例如驱动器单元接收到相应的控制信号时，控制电极可以将功率半导体器件设置为导通状态和阻断状态中之一。在一些情况下，栅极电极可以被包含在功率半导体开关的沟槽内，其中沟槽可以展现例如条状配置或针状配置。

通常期望保持功率半导体器件的损耗为低的，该损耗例如是开关损耗、导通状态期间的通态损耗和阻断状态期间的截止状态损耗。

进一步地，功率半导体器件可以被设计为在标称条件下连续操作，根据该标称条件，例如，负载电流正常不超过标称值达预定时间段以上，并且施加在两个负载端子之间的电压正常不超过标称值达预定时间段以上。

通常试图避免功率半导体器件变得经受显著高于其已经被设计用于的关于瞬态（例如，开关）情形以及连续阻断状态情形的标称阻断电压。为此，过去已经开发了一些过电压保护概念，其中之一通常被称为“钳位”。例如，能够使用所谓的瞬态电压抑制器二极管（TVS 二极管）以便减小在晶体管开关操作期间可能出现的瞬态过电压。

发明内容

本文中描述的方面涉及具有其中p掺杂区段电连接到相应的负载端子的pnp配置的半导体结构（而不限于此）。电连接到负载端子中的第一负载端子的p掺杂区段，其在本文中被称为“第一掺杂区域”，可以可选地包括复合区的至少一部分。例如，第一掺杂区域能够是阳极区域，例如过电压保护功率半导体芯片的阳极区域。或者，第一掺杂区域能够是主体区域，例如功率半导体开关的主体区域。

根据实施例，功率半导体器件包括耦合到第一负载端子和第二负载端子的半导体主体。该半导体主体包括：第二导电类型的第一掺杂区域，其电连接到第一负载端子；第二导电类型的发射极区域，其电连接到第二负载端子；第一导电类型的并且被布置在第一掺杂区域和发射极区域之间的漂移区域。漂移区域和第一掺杂区域使得功率半导体器件能够在以下状态下操作：导通状态，在所述导通状态期间负载端子之间的负载电流沿正向方向传导；正向阻断状态，在所述正向阻断状态期间施加在端子之间的正向电压被阻断；以及反向阻断状态，在所述反向阻断状态期间施加在端子之间的反向电压被阻断。半导体主体进一步包括至少被布置在第一掺杂区域内的复合区。