[发明专利]具有dV/dt可控性和低栅极电荷的IGBT

权利要求书

1.一种功率半导体晶体管（1），包括：

- 半导体主体（10），所述半导体主体（10）耦合到所述晶体管（1）的第一负载端（11）和第二负载端（12），并且包括配置成在所述端（11,12）之间传导负载电流的第一导电类型的漂移区（100）；

- 至少一个功率单位单元（1-1），包括

- 具有控制沟槽电极（141）的至少一个控制沟槽（14），以及具有耦合到控制沟槽电极（141）的虚设沟槽电极（151）的至少一个虚设沟槽（15）；

- 至少一个有源台面（18），包括具有第一导电类型并且电气连接到所述第一负载端（11）的源极区（101），以及具有第二导电类型并且分离所述源极区（101）和所述漂移区（100）的沟道区（102），其中，在所述有源台面（18）中，所述源极区（101）、沟道区（102）和漂移区（100）中的每一个的至少相应区段布置成邻近于所述控制沟槽（14）的侧壁（144），并且其中所述控制沟槽电极（141）配置成从所述晶体管（1）的控制端（13）接收控制信号并且控制所述有源台面（18）中的负载电流；

- 实现在所述半导体主体（10）中的第二导电类型的半导体势垒区（105），所述势垒区（105）与所述有源台面（18）和所述虚设沟槽（15）的底部（155）二者横向重叠；其中

- 所述至少一个控制沟槽（14）具有总体控制沟槽体积，所述控制沟槽电极（141）的体积总计小于所述总体控制沟槽体积的80%；和/或

- 所述至少一个虚设沟槽（15）具有总体虚设沟槽体积，所述虚设沟槽电极（151）的体积总计小于所述总体虚设沟槽体积的80%。

2.权利要求1所述的功率半导体晶体管（1），其中：

- 所述至少一个功率单位单元（1-1）还包括布置成邻近于所述至少一个虚设沟槽（15）的至少一个无源台面（19），其中所述第一负载端（11）与所述无源台面（19）之间的过渡（191）提供至少用于第一导电类型的电荷载流子的电气绝缘（112）。

3.权利要求1或2所述的功率半导体晶体管（1），其中所述虚设沟槽（15）的所述底部（155）和所述控制沟槽（14）的底部（145）二者延伸到所述势垒区（105）中。

4.前述权利要求之一所述的功率半导体晶体管（1），其中对于所述有源台面（18）的宽度的至少50%，所述势垒区（105）与所述有源台面（18）横向重叠。

5.前述权利要求之一所述的功率半导体晶体管（1），其中所述势垒区（105）电气浮置。

6.前述权利要求之一所述的功率半导体晶体管（1），其中所述总体控制沟槽体积的其余份额和/或其中所述总体虚设沟槽体积的其余份额由绝缘材料和/或与相应的沟槽电极（141,151）分离的电极材料形成。

7.前述权利要求之一所述的功率半导体晶体管（1），其中所述虚设沟槽电极（151）布置在所述虚设沟槽（15）的下部部分（LP）中，所述下部部分（LP）与所述势垒区（105）竖直重叠。

8.前述权利要求之一所述的功率半导体晶体管（1），其中所述虚设沟槽电极（151）与所述沟道区（102）不竖直重叠。

9.前述权利要求之一所述的功率半导体晶体管（1），其中所述控制沟槽电极（141）布置在所述控制沟槽（15）的上部部分（UP）中，所述上部部分（UP）与所述沟道区（102）竖直重叠。

10.前述权利要求之一所述的功率半导体晶体管（1），其中所述虚设沟槽（15）包括第二沟槽电极（158）。

11.权利要求10所述的功率半导体晶体管（1），其中所述虚设沟槽（15）的所述第二沟槽电极（158）具有不同于所述虚设沟槽电极（151）的另一电位。