[发明专利]RC IGBT以及生产RC IGBT的方法

说明书

公开了RC IGBT以及生产RC IGBT的方法。RC IGBT(1)包括IGBT区段(1‑21)和二极管区段(1‑22)。二极管区段(1‑22)中的多个二极管台面(18)中的至少一些被经由电连接到RC IGBT(1)的发射极端子(11)的第二阳极区(1062)耦合到漂移区(100)。第二阳极区(1062)与二极管区段(1‑22)中的沟槽(16)相比沿着竖向方向(Z)延伸得更深。

技术领域

本说明书涉及RC IGBT的实施例以及生产RC IGBT的方法的实施例。

背景技术

在汽车、消费品和工业应用中的现代设备的许多功能——诸如转换电能和驱动电马达或电机——依赖于功率半导体开关。例如，举几个例子来说，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，包括但是不限制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本体，半导体本体被配置为沿着器件的两个负载端子之间的负载电流路径传导正向负载电流。

进一步地，在可控功率半导体器件例如晶体管的情况下，负载电流路径可以是借助于通常被称为栅极电极的绝缘电极控制的。例如，在从例如驱动器单元接收到对应的控制信号时，控制电极可以将功率半导体器件设置在正向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开关的沟槽内，其中沟槽可以呈现例如条状配置或针状配置。

一些功率半导体器件进一步提供反向导通性；在反向导通状态期间，功率半导体器件传导反向负载电流。这样的器件可以被设计成使得正向负载电流能力(在幅度方面)实质上与反向负载电流能力相同。

提供正向负载电流能力和反向负载电流能力这两者的典型器件是反向导通(RC)IGBT)。典型地，对于RC IGBT而言，正向导通状态是可控的，例如，通过向栅极电极提供对应的信号，并且反向导通状态典型地是不可控的，而是由于RC IGBT中的一个或多个二极管结构而如果在负载端子处存在反向电压则RC IGBT自动地采取反向导通状态。

当然，可能的是借助于分离的二极管——例如反并联连接到常规(非反向导通)IGBT的二极管——来提供反向电流能力。

然而，在此描述的实施例涉及其中IGBT结构和二极管结构这两者被单片集成在同一芯片中的变型。

为了安全且高效地操作RC IGBT，对RC IGBT的高度的可控性是合期望的。

发明内容

根据实施例，RC IGBT包括：具有IGBT区段和二极管区段的有源区；具有第一侧和第二侧的半导体本体；在第一侧处的第一负载端子和在第二侧处的第二负载端子；多个控制沟槽和多个源极沟槽，所述多个沟槽被沿着第一横向方向彼此平行地布置并且沿着竖向方向延伸到半导体本体中，其中多个源极沟槽延伸到IGBT区段和二极管区段这两者中；在半导体本体中的多个IGBT台面和多个二极管台面，所述台面是沿着第一横向方向由所述多个沟槽中的相应的两个沟槽在横向上界定的。每个IGBT台面包括：电连接到第一负载端子的第一导电类型的源极区；以及电连接到第一负载端子并且将源极区与RC IGBT的另一第一导电类型区隔离的第二导电类型的本体区。每个二极管台面包括：第二导电类型的第一阳极区，其电连接到第一负载端子。RC IGBT进一步在半导体本体中和在第二侧处包括如下两者：第一导电类型的二极管发射极区，其形成二极管区段的一部分并且在第一横向方向上呈现总计为漂移区厚度的至少50%或总计为半导体本体厚度的至少50%的横向延伸；以及第二导电类型的IGBT发射极区，其形成IGBT区段的一部分上并且在第一横向方向上呈现总计为漂移区厚度的至少70%或者总计为半导体本体厚度的至少70%的横向延伸。RC IGBT进一步在二极管区段中包括电连接到第一负载端子的第二导电类型的第二阳极区。与二极管区段中的沟槽相比第二阳极区沿着竖向方向延伸得更深。第二阳极区与二极管发射极区在二极管发射极区的水平区域的至少5%内重叠。