[发明专利]具有dV/dt可控性的功率半导体器件

说明书

本发明公开了一种具有dV/dt可控性的功率半导体器件。一种功率半导体器件具有IGBT配置并且包括：半导体主体，所述半导体主体被耦合到所述功率半导体器件的第一负载端子和第二负载端子，并且被配置成在所述端子之间传导负载电流，并且包括第一导电类型的漂移区；用于控制负载电流的控制端子；与第一负载端子电连接的第一导电类型的源极区，以及与第一负载端子电连接并且使源极区与漂移区隔离的第二导电类型的沟道区；电连接到第二负载端子的第二导电类型的发射极区；至少一个功率单元。每个功率单元包括：彼此横向相邻布置的至少三个沟槽，其中所述沟槽中的每一个沿着垂直方向延伸到半导体主体中并且包括使相应电极与半导体主体绝缘的绝缘体。

技术领域

本说明书涉及功率半导体器件的实施例，并且涉及处理功率半导体器件的方法的实施例。特别地，本说明书涉及具有一个或多个功率单元的功率半导体器件的实施例，并且涉及对应的处理方法，所述一个或多个功率单元各自包括例如用于dV/dt可控性的至少一个辅助台面。

背景技术

汽车、消费者和工业应用中的现代设备的许多功能，诸如转换电能以及驱动电动机或电机，依赖于功率半导体器件。例如，仅举几例，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）以及二极管，已经用于各种应用，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主体，所述半导体主体被配置成沿着器件的两个负载端子之间的负载电流路径传导负载电流。此外，可以借助于通常称为栅极电极的绝缘电极来控制负载电流路径。例如，在从例如驱动器单元接收到对应控制信号时，控制电极可以将功率半导体器件设置在导通状态和阻断状态之一中。

在一些情况下，栅极电极可以被包括在功率半导体器件的沟槽内。这样的沟槽偶尔包括多于仅一个电极，例如两个或更多电极，其彼此分离地布置并且有时还彼此电绝缘。例如，沟槽可以包括栅极电极和源极电极二者，其中栅极电极可以与负载端子中的每一个电绝缘，并且其中源极电极可以电连接到负载端子中的一个。

通常合意的是，使功率半导体器件的损耗（例如开关损耗）保持为低。例如，可以通过确保短开关持续时间，例如短接通持续时间和/或短断开持续时间，来实现低开关损耗。另一方面，在给定应用中，还可能存在关于最大的电压斜率（dV/dt）和/或最大的负载电流斜率（dI/dt）的要求。

发明内容

根据实施例，一种功率半导体器件具有IGBT配置并且包括：半导体主体，所述半导体主体被耦合到所述功率半导体器件的第一负载端子和第二负载端子，并且被配置成在所述端子之间传导负载电流，并且包括第一导电类型的漂移区；用于控制负载电流的控制端子；与第一负载端子电连接的第一导电类型的源极区；以及与第一负载端子电连接并且使源极区与漂移区隔离的第二导电类型的沟道区；电连接到第二负载端子的第二导电类型的发射极区；至少一个功率单元。每个功率单元包括彼此横向相邻布置的至少三个沟槽，其中所述沟槽中的每一个沿着垂直方向延伸到半导体主体中并且包括使相应电极与半导体主体绝缘的绝缘体，其中所述至少三个沟槽包括至少一个控制沟槽，其电极被电耦合到控制端子，以及源极沟槽，其电极被电耦合到第一负载端子；用于传导负载电流的至少一部分的有源台面，所述有源台面至少通过所述至少一个控制沟槽之一横向限制并且至少包括源极区和沟道区中的每一个的相应区段；以及通过源极沟槽和所述至少一个控制沟槽之一横向限制的辅助台面，所述辅助台面包括第一半导体部分和第二半导体部分，二者都具有第二导电类型，其中所述辅助台面借助于所述第一半导体部分而被电连接到第一负载端子，并且其中所述第二半导体部分被布置在所述第一半导体部分以下同时沿着垂直方向从其在空间上移位。