一种半导体器件。该半导体器件包括IGBT,IGBT具有包括在第一区中的晶体管单元阵列的半导体本体。结终端结构在包围在半导体本体的第一侧处的晶体管单元阵列的第二区中。第一导电类型的发射极区域在半导体本体的与第一侧相对的第二侧处。器件进一步包括二极管。二极管阳极和阴极中的一个包括本体区域。阳极和阴极中的另一个包括:在面对晶体管单元阵列的第二侧处的第二导电类型的多个不同的第一发射极短路区域;以及在面对结终端结构的第二侧处的第二导电类型的至少一个第二发射极短路区域。至少一个第二发射极短路区域与第一发射极短路区域不同。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种半导体器件。该半导体器件包括IGBT,IGBT具有包括在第一区中的晶体管单元阵列的半导体本体。结终端结构在包围在半导体本体的第一侧处的晶体管单元阵列的第二区中。第一导电类型的发射极区域在半导体本体的与第一侧相对的第二侧处。器件进一步包括二极管。二极管阳极和阴极中的一个包括本体区域。阳极和阴极中的另一个包括:在面对晶体管单元阵列的第二侧处的第二导电类型的多个不同的第一发射极短路区域;以及在面对结终端结构的第二侧处的第二导电类型的至少一个第二发射极短路区域。至少一个第二发射极短路区域与第一发射极短路区域不同。【专利说明】半导体器件
本技术涉及半导体器件的领域,并且具体地涉及包括发射极短路区域的绝缘栅双极晶体管。
技术介绍
反向导通的绝缘栅双极晶体管起具有单片集成反并联二极管的1(?丁的功能。在II沟道的情况下,在后侧的被电耦接至集电极端子的?掺杂的发射极被在漂移区与在后侧的电极之间起发射极短路作用的高的II掺杂区域中断。 在诸如的功率半导体晶体管中,包括并联连接的晶体管单元的有源区被结终端结构包围。在叩81的阻塞模式中,结终端结构在横向方向上从晶体管单元阵列到芯片边缘减小电场。 新一代的一个开发目标在于在保持或者改善芯片功能的同时缩小有源芯片区。有源芯片区的缩小伴随着单片集成反并联二极管的总面积的缩小,导致在基准电流下正向偏置电压增加。类似的效应可能由在对后侧发射极和发射极短路进行处理后热预算减小而引起。单片集成反并联二极管的功能性也可能受在单片集成反并联二极管的正向偏置模式下对的栅极电极施加的电压影响。取决于的实现,在单片集成反并联二极管的正向偏置模式下,II沟道此-1681的栅极电压可以是正的。在这种情况下,场效应晶体管(而”沟道可能被接通,导致由起单片集成反并联二极管的阴极的作用的发射极短路注入的电子的释放。这些电子的经由沟道的释放抑制了由起单片集成反并联二极管的阳极的作用的?掺杂的本体区域得到的双极增益。在基准电流下正向偏置电压的增加可能再导致反并联二极管的导通损耗增加。 存在对于如下的的需要:除了其它优点和特征之外,该还展示出改善的导通和开关损耗之间的折衷。
技术实现思路
依照实施例,半导体包括叩81。1681包括:包括在第一区中的晶体管单元阵列的半导体本体。1681进一步包括包围在半导体本体的第一侧处的晶体管单元阵列的在第二区中的结终端结构。1681进一步包括在半导体本体的与第一侧相对的第二侧处的第一导电类型的发射极区域。半导体器件进一步包括具有阳极和阴极的二极管。阳极和阴极中的一个包括本体区域。阳极和阴极中的另一个包括:在面对晶体管单元阵列的第二侧处的第二导电类型的多个不同的第一发射极短路区域;以及在面对结终端结构的第二侧处的第二导电类型的至少一个第二发射极短路区域。至少一个第二发射极短路区域与第一发射极短路区域不同。多个不同的第一发射极短路区域的区与第一区之间的第一比率小于至少一个第二发射极短路区域与第二区之间的第二比率。 当阅读下面的详细描述并且在查看随附的附图时,本领域的技术人员将认识到附加的特征和优点。 【专利附图】【附图说明】 随附的附图被包括以提供本技术的进一步的理解并且附图被合并在本说明书中并构成本说明书的一部分。附图图解本技术的实施例并且与描述一起用来解释本技术的原理。随着参照下面的详细描述而变得更好地理解本技术的实施例,将容易领会本技术的其它实施例以及意图有的优点。 图1A是依照实施例的RC-1GBT的一部分的示意性横截面视图。 图1B是图1A中图解的RC-1GBT的示意性顶视图。 图1C是在图1A中图解的RC-1GBT的不同位置处的竖向P掺杂的示意性视图。 图2是RC-1GBT的实施例的在结终端结构与晶体管单元阵列之间的渡越区域中的一部分的示意性横截面视图。 图3A至3D图解面对图1A或者图2中图解的RC-1GBT的结终端区的第二发射极短路区域的不同布局的顶视图。 图4A至4F图解面对图1A或者图2中图解的RC-1GBT的晶体管单元区的发射极短路区域的不同布局的顶视图。 【具体实施方式】 在下面的详细描述中,将参照构成本文的一部分的随附的附图,在附图中以图解的方式示出其中可以实施本技术的具体实施例。应理解可以利用其它实施例并且可以在不脱离本技术的范围的情况下作出结构或逻辑的改变。例如,被图解或描述为一个实施例的一部分的特征可以与其它实施例结合使用以得出又一进一步的实施例。本技术意图包括这样的修改和变化。使用具体的语言描述例子,不应当将具体的语言认作为限制所附权利要求的范围。附图不是按比例的并且仅用于例示的目的。为清楚起见,如果没有被另外地陈述,则在不同的附图中由相同的标记指明相同的单元或者制造处理。 如在本说明书中运用的那样,术语“电耦接”并不意于意指元件必须被直接耦接在一起。替代地,可以在“电耦接”的元件之间提供居中的元件。作为例子,没有、一部分或者全部的(多个)居中元件可以被控制以在“电耦接”的元件之间提供低欧姆连接,并且在另一时间提供非低欧姆连接。术语“电连接”意图描述电连接在一起的元件之间的低欧姆电连接,例如,经由金属和/或高掺杂的半导体的连接。 有些图通过紧挨掺杂类型指示和“ + ”来指相对掺杂浓度。例如,“n_”意指小于“η”掺杂区域的掺杂浓度的掺杂浓度,而“η+”掺杂区域具有比“η”掺杂区域更高的掺杂浓度。具有相同的相对掺杂浓度的掺杂区域可以具有或可以不具有相同的绝对掺杂浓度。例如,两个不同的η+掺杂区域可能具有不同的绝对掺杂浓度。这同样应用于例如,η—掺杂和P+掺杂的区域。在以下描述的实施例中,所图解的半导体区域的导电类型被表示成η型或者P型,更详细地,被表示成η—型、η型、η+型、P—型、P型和ρ+型中的一个。在图解的实施例的每一个中,所图解的半导体区域的导电类型可以反过来。换言之,在以下描述的实施例的任意一个的替换实施例中,所图解的P型区域可以是η型的,并且所图解的η型区域可以是P型的。 使用诸如“第一”和“第二”等的术语描述各种结构、元件、区域、区段等,并且不意图进行限制。贯穿于描述,同样的术语指同样的元件。 术语“具有”、“包含”、“包括”和“含有”等是开放的,并且术语指示存在所陈述的元件或者特征,但是并不排除附件的元件或者特征。用语“一个”和“所述”意图包括复数以及单数,除非上下文中清楚地另外指示。 图1八图解通过100的半导体本体105的一部分的示意性横截面视图。半导体本体105包括诸如单晶半导体衬底的半导体衬底。根据实施例,半导体衬底是硅(义)、锗((?)或者硅一锗混合物(31(?)中的一个。根据其它实施例,例如,单晶半导体衬底可以是氮化镓(?队砷化镓6^8、镓铝砷((?八“幻或者碳化硅610。在半导体衬底上,例如,可以通过例如(多个)外延半导体层布置一个或者更多个可选的(多个)半导体层。 ^-1681 100包括在第一区107中的晶体管单元阵列,例如晶体管单元阵列区。晶体管单元阵列包括多个晶体管单元,例如,在第一侧113处的第一接触112 (例如, 100的发射极端子处的前侧接触)和与第一侧113相对的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种半导体器件,其特征在于包括:IGBT,所述IGBT包括:‑ 半导体本体,其包括在第一区中的晶体管单元阵列;‑ 在第二区中的结终端结构,其包围在所述半导体本体的第一侧处的所述晶体管单元阵列;‑ 第一导电类型的发射极区域,其处在所述半导体本体的与所述第一侧相对的第二侧处;以及二极管,其包括阳极和阴极,其中所述阳极和所述阴极中的一个包括本体区域,所述阳极和所述阴极中的另一个包括:第二导电类型的多个不同的第一发射极短路区域,其处在面对所述晶体管单元阵列的所述第二侧处;以及第二导电类型的至少一个第二发射极短路区域,其处在面对所述结终端结构的所述第二侧处,并且所述至少一个第二发射极短路区域与第一发射极短路区域不同,其中所述多个不同的第一发射极短路区域的区与所述第一区之间的第一比率小于所述至少一个第二发射极短路区域与所述第二区的第二比率。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员:A布赖梅泽,E格里布尔,S福斯,
申请(专利权)人:英飞凌科技奥地利有限公司,
类型:新型
国别省市:奥地利;AT
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