[发明专利]关断型功率半导体器件及其制造方法

摘要

本发明涉及一种关断型功率半导体器件，该器件包含多个晶闸管单元，各个晶闸管单元包含：阴极区；基极层；漂移层；阳极层；栅极电极，布置成横向于与基极层接触的阴极区；阴极电极；以及阳极电极。多个晶闸管单元的基极层与栅极电极之间的交界面以及阴极区与阴极电极之间的交界面为扁平且共面的。另外，基极层包括栅极阱区，栅极阱区从它与栅极电极的接触部延伸至深度，深度是阴极区的深度的至少一半，其中，对于任何深度，该深度处的栅极阱区的最小掺杂浓度是该深度处且横向位置处的位于阴极区与栅极阱区之间的基极层的掺杂浓度的1.5倍，其中，在到与第一主侧平行的平面上的正交投影中，该横向位置具有从阴极区起2µm的距离。

主权项

1.一种关断型功率半导体器件，包含：半导体晶圆（51），具有第一主侧（530）和与所述第一主侧（530）相对的第二主侧（531）；多个晶闸管单元（52），按照从所述第一主侧（530）至所述第二主侧（531）的顺序，所述多个晶闸管单元（52）中的各个包含：(a) 第一传导性类型的阴极区（54a、54b、54c）；(b) 与所述第一传导性类型不同的第二传导性类型的基极层（55），其中，所述阴极区（54a、54b、54c）形成为所述基极层（55）中的阱，以形成所述基极层（55）与所述阴极区（54a、54b、54c）之间的第一p‑n结；(c) 所述第一传导性类型的漂移层（56），与所述基极层（55）一起形成第二p‑n结；以及(d) 所述第二传导性类型的阳极层（58），通过所述漂移层（56）而与所述基极层（55）分离，其中，各个晶闸管单元（52）还包含：栅极电极（510），布置成横向于所述阴极区（54a、54b、54c），并且，形成与所述基极层（55）的欧姆接触；阴极电极（53a、53b、53c），布置于所述第一主侧（530）上，并且，形成与所述阴极区（54a、54b、54c）的欧姆接触；以及阳极电极（59），布置于所述第二主侧（531）上，并且，形成与所述阳极层（58）的欧姆接触，其中，所述多个晶闸管单元（52）的所述基极层（55）与所述栅极电极（510）之间的交界面和所述阴极区（54a、54b、54c）与所述阴极电极（53a、53b、53c）之间的交界面为扁平且共面的，以及，其中，所述基极层（55）包括栅极阱区（522），该栅极阱区（522）从所述栅极阱区（522）与所述栅极电极（510）接触的接触部延伸至深度（d_W），所述深度（d_W）是所述阴极区（54a、54b、54c）的深度（d_C）的至少一半，其特征在于，对于任何深度，该深度处的所述栅极阱区（522）的最小掺杂浓度是该深度处且横向位置处的位于所述阴极区（54a、54b、54c）与所述栅极阱区（522）之间的所述基极层（55）的掺杂浓度的1.5倍，其中，在到与所述第一主侧（530）平行的平面上的正交投影中，所述横向位置具有从所述阴极区（54a、54b、54c）起2 µm的距离，以及，所述基极层（55）包括所述第二传导性类型的补偿区（524），所述补偿区布置成与所述第一主侧（530）直接邻接，且位于所述阴极区（54a、54b、54c）与所述栅极阱区（522）之间，其中，第一传导性类型的杂质的密度在所述补偿区中相对于净掺杂浓度至少为0.4。