[发明专利]功率半导体器件和方法

说明书

功率半导体器件和方法。一种功率半导体器件包括具有至少一个功率单元的有源区，其中该有源区具有总体积，该总体积具有形成总体积的至少20%的中央体积；形成总体积的至少20%并且围绕中央体积的外围体积；以及形成总体积的至少5%并且围绕外围体积的最外面的外围体积。该功率半导体器件进一步包括围绕有源区的最外面的外围体积的边缘终端区；具有正面和背面的半导体本体；在半导体本体正面处的第一负载端子和在半导体本体背面处的第二负载端子；第一掺杂半导体区，其形成在半导体本体中并且与第一负载端子电连接；第二掺杂半导体区，其形成在半导体本体中并且与第二负载端子电连接。

技术领域

本说明书涉及功率半导体器件的实施例以及涉及处理功率半导体器件的方法的实施例。特别地，本说明书涉及在与功率半导体器件的边缘终端区相邻的外围体积中被构造的正面发射极和/或背面发射极的方面。

背景技术

现代设备在汽车、消费者和工业应用中的许多功能——诸如转换电能和驱动电动机或电机——都依赖于功率半导体开关。例如，仅举几例，绝缘栅双极晶体管（IGBT）、金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）和二极管已经被用于各种应用，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的半导体本体。

此外，在可控功率半导体器件（例如晶体管）的情况下，可以借助于通常被称为栅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对应的控制信号时，控制电极可以将功率半导体器件设置成处在导通状态和阻断状态之一中。在一些情况下，栅电极可以包括在功率半导体开关的沟槽内，其中该沟槽可以展现例如条形配置或针状配置。

不论功率半导体器件被实现为不可控器件（例如，不可控二极管）还是被实现为可控器件（例如，晶体管、晶闸管等等），通常合期望的是提供一种展现出低故障风险的可靠器件，该故障例如是由于过热和/或所谓的动态雪崩所导致的。

为此，可能合期望的是调整半导体本体中负载电流密度的空间分布。

发明内容

本文中描述的方面涉及与功率半导体器件的边缘终端区相邻的外围体积中的正面和/或背面发射极。实现（一个或多个）发射极可以涉及相对于其横向和/或纵向平均掺杂剂剂量轮廓来构造（一个或多个）发射极，其中，这样的（一个或多个）轮廓可以被设计成以便在功率半导体本体中实现指定的负载电流密度分布。

根据实施例，一种功率半导体器件包括：具有至少一个功率单元的有源区，其中该有源区具有总体积，该总体积具有：形成该总体积的至少20%的中央体积；形成该总体积的至少20%并且围绕该中央体积的外围体积；以及形成该总体积的至少5%并且围绕该外围体积的最外面的外围体积。该功率半导体器件进一步包括：围绕该有源区的最外面的外围体积的边缘终端区，其中该外围体积具有距边缘终端区的恒定的横向距离；具有正面和背面的半导体本体，其中该半导体本体形成有源区的一部分和边缘终端区的一部分二者；在半导体本体正面处的第一负载端子和在半导体本体背面处的第二负载端子；第一掺杂半导体区，其形成在半导体本体中并且与第一负载端子电连接；第二掺杂半导体区，其形成在半导体本体中并且与第二负载端子电连接。第一掺杂半导体区和第二掺杂半导体区中的至少一个具有：中央部分，其延伸到有源区的中央体积中并且具有中央平均掺杂剂剂量；外围部分，其延伸到有源区的外围体积中并且具有外围平均掺杂剂剂量，其中该中央平均掺杂剂剂量比外围平均掺杂剂剂量低至少5%或低至少10%。