[实用新型]功率器件

说明书

本实用新型公开了一种功率器件，该功率器件包括：衬底，所述衬底具有第一区域和第二区域；开关，所述开关设置在所述衬底的所述第一区域中；二极管，所述二极管在所述衬底的所述第二区域中形成；第一金属电极和第二金属电极，所述第一金属电极形成在所述衬底的第一表面，所述第二金属电极形成在所述衬底的第二表面；注入掩模，在所述第一金属电极上形成；以及设置在所述衬底的所述第二区域中的区，所述区具有注入到所述第二区域中以控制电荷载流子的寿命的杂质。

本申请是申请日为2020年8月11日、申请号为202021652681.7、实用新型名称为“功率器件”的实用新型专利申请的分案申请。

技术领域

本公开涉及功率器件，具体涉及功率半导体器件，该功率半导体器件具有集成在单片衬底中的开关和二极管。

背景技术

功率半导体器件用于许多不同的行业。这些行业中的一些行业，诸如电信、计算和收费系统，正在迅速地发展。这些行业将受益于改进的半导体器件特性，包括可靠性、开关速度和小型化。

功率半导体器件(例如绝缘栅双极晶体管(IGBT))常被用作开关。功率转换系统中使用的电感器产生感应电动势，该感应电动势在IGBT关闭时对抗电流的变化。续流二极管可以反并联地连接到IGBT以抵抗电动势。逆导型IGBT(RC-IGBT)通过例如在单块芯片中集成IGBT和二极管来为IGBT模块提供具有吸引力的解决方案。

实用新型内容

本实用新型旨在提供开关速度提高的功率器件。

在一个实施方案中，一种功率器件，包括：衬底，所述衬底具有第一区域和第二区域；开关，所述开关设置在所述衬底的所述第一区域中；二极管，所述二极管在所述衬底的所述第二区域中形成；第一金属电极和第二金属电极，所述第一金属电极形成在所述衬底的第一表面，所述第二金属电极形成在所述衬底的第二表面；注入掩模，在所述第一金属电极上形成；以及设置在所述衬底的所述第二区域中的区，所述区具有注入到所述第二区域中以控制电荷载流子的寿命的杂质。

在一个实施方案中，所述功率器件还包括：设置在所述衬底中的漂移层，所述漂移层具有第一类型的杂质；以及杂质区域，具有第二类型的杂质，且设置在所述衬底的所述第二区域中的所述区的上方；其中，所述区中的杂质为不同于所述第一类型的所述第二类型。

在一个实施方案中，所述杂质区域与所述区之间的距离在1μm至10μm之间。

在一个实施方案中，所述注入掩模的厚度大于所述第一电极的厚度，且所述开关是绝缘栅双极晶体管IGBT。

在一个实施方案中，所述注入掩模覆盖所述衬底的所述第一区域，其中所述IGBT在不覆盖所述衬底的所述第二区域的情况下形成。

在一个实施方案中，所述金属结构包括所述注入掩模和所述第一金属电极，所述金属结构在所述衬底的所述第一区域上方具有第一厚度，在所述衬底的所述第二区域上方具有第二厚度，所述第一厚度和所述第二厚度具有至少3μm的厚度差。

在一个实施方案中，所述第一金属电极、所述第二金属电极和所述注入掩模包括相同的金属。

在一个实施方案中，所述注入掩模是形成在所述第一电极上的金属图案。

在一个实施方案中，所述注入掩模包括铝。

在一个实施方案中，所述注入掩模具有至少4μm的厚度。

在一个实施方案中，功率器件包括衬底，该衬底包括漂移层并且具有第一区域和第二区域，该漂移层具有第一类型的杂质；开关，该开关在第一区域中形成；二极管，该二极管在第二区域中形成；金属结构，该金属结构在衬底的表面上方形成，该金属结构在衬底的第一区域上方具有第一厚度并且在衬底的第二区域上方具有第二厚度，第一厚度和第二厚度具有至少3μm的厚度差；以及区，该区设置在衬底的第二区域中的漂移层中，漂移层具有不同于第一类型的第二类型的杂质。