【技术实现步骤摘要】
本公开涉及一种反向导通绝缘栅双极晶体管rc-igbt，特别是涉及具有被布置在rc-igbt的二极管区域和边缘终止区域之间的过渡区域的rc-igbt。
技术介绍
1、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者电机，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。功率半导体器件典型地包括半导体本体，该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，负载电流路径可以借助于通常被称为栅极电极的绝缘电极来控制。例如，当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为传导状态和阻断状态之一。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形配置或者针形配置。
2、一些功率半导体器件进一步提供反向导电性。在反向传导状态期间，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(就幅度而言)与反向负载电流能力实质上相同。
3、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rc-igbt，其一般配置是技术人员已知的。典型地，针对rc-igbt，正向传导状态是借助于向栅极电极提供对应的信号而可控的，并且反向传导状态典型地是不可控的，但是如果由于rc-igbt中对应的二极管结构而在负载端子处存在
4、合期望的是提供除了在功率损耗方面的高效率之外还具有高度可控性和鲁棒性的rc-igbt。
技术实现思路
1、本公开的示例涉及反向导通绝缘栅双极晶体管rc-igbt。rc-igbt包括半导体本体中的有源区域。有源区域包括igbt区域、二极管区域以及与二极管区域在横向上相邻的过渡区域。有源区域进一步包括从半导体本体的第一表面延伸到半导体本体中的多个沟槽。第一表面与半导体本体的第二表面相对。有源区域进一步包括第一导电类型的漂移区，其中漂移区包括过渡区域中的寿命杀伤杂质(lifetime killing impurity)。有源区域进一步包括在漂移区和第一表面之间的第一导电类型的势垒区。势垒区中的最大掺杂浓度是漂移区中的平均掺杂浓度的至少100倍。势垒区在横向上延伸通过过渡区域的至少一部分，并且在横向上结束在二极管区域中或者二极管区域之前。rc-igbt进一步包括至少部分地包围有源区域的边缘终止区域。
2、本公开的另一示例涉及一种制造反向导通绝缘栅双极晶体管rc-igbt的方法。方法包括在半导体本体中形成有源区域。有源区域包括igbt区域、二极管区域以及与二极管区域在横向上相邻的过渡区域。多个沟槽从半导体本体的第一表面延伸到半导体本体中。第一表面与半导体本体的第二表面相对。有源区域进一步包括第一导电类型的漂移区。漂移区包括过渡区域中的寿命杀伤杂质。有源区域进一步包括在漂移区和第一表面之间的第一导电类型的势垒区。势垒区中的最大掺杂浓度是漂移区中的平均掺杂浓度的至少100倍。势垒区在横向上延伸通过过渡区域的至少一部分，并且在横向上结束在二极管区域中或者二极管区域之前。方法进一步包括形成至少部分地包围有源区域的边缘终止区域。
3、本领域技术人员在阅读以下详细描述时并且在查看随附附图时将认识到附加的特征和优点。
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1.一种反向导通绝缘栅双极晶体管RC-IGBT(100)，包括：
2.根据前述权利要求所述的RC-IGBT(100)，其中寿命杀伤杂质(112)在横向上延伸通过二极管区域(1022)的至少主要部分。
3.根据前述权利要求所述的RC-IGBT(100)，其中寿命杀伤杂质(112)在横向上从过渡区域(1023)延伸到IGBT区域(1021)中。
4.根据前述权利要求所述的RC-IGBT(100)，其中与二极管区域(1022)中相比IGBT区域(1021)中的寿命杀伤杂质(112)的浓度更小。
5.根据前述权利要求中的任何一项所述的RC-IGBT(100)，其中与在IGBT区域(1021)中相比在二极管区域(1022)中所述多个沟槽(106)中的两个相邻沟槽之间的横向间距(p1，p2)更大。
6.根据前述权利要求中的任何一项所述的RC-IGBT(100)，其中在二极管区域(1022)中所述多个沟槽(106)中的两个相邻沟槽之间的横向间距(p1)等于在过渡区域(1023)中所述多个沟槽(106)中的两个相邻沟槽之间的横向间距(p
7.根据前述权利要求中的任何一项所述的RC-IGBT(100)，其中过渡区域(1023)的横向延伸(lm)在第一表面(108)和第二表面(109)之间的半导体本体(104)的厚度(d)的10％到30％的范围内。
8.根据前述权利要求中的任何一项所述的RC-IGBT(100)，进一步包括
9.根据前述权利要求所述的RC-IGBT(100)，其中阴极区(116)在横向上延伸到整个过渡区域(1023)中。
10.根据前述权利要求中的任何一项所述的RC-IGBT(100)，进一步包括
11.根据前述权利要求所述的RC-IGBT(100)，其中集电极区(118)进一步包括IGBT区域(1021)中的第三子区(1183)，其是由过渡区域(1023)和交替的第一子区(1181)和第二子区(1182)的布置在横向上界定的，其中第三子区(1183)与第一子区(1181)相比具有更小的最大掺杂浓度。
12.根据前述权利要求所述的RC-IGBT(100)，其中第一子区(1181)和第二子区(1182)中的每个：i)在IGBT区域(1021)的第一部分中沿着第一横向方向(x1)是条形形状的；以及ii)在IGBT区域(1021)的第二部分中沿着第二横向方向(x2)是条形形状的。
13.根据前述权利要求所述的RC-IGBT(100)，其中第一横向方向(x1)垂直于第二横向方向(x2)。
14.根据前述权利要求中的任何一项所述的RC-IGBT(100)，其中过渡区域(1023)由二极管区域(1022)和边缘终止区域(1024)在横向上界定。
15.根据前述权利要求所述的RC-IGBT(100)，进一步包括在被布置在漂移区(102)和第二表面(109)之间的过渡区域(1023)中的第二导电类型的掺杂区(120)，其中掺杂区(120)在横向上在第一位置(Po1)处邻接延伸到过渡区域(1023)中的阴极区(116)的一部分。
16.根据前述权利要求所述的RC-IGBT(100)，其中第一位置(Po1)和边缘终止区域(1024)之间的横向距离(ld)在从30μm到100μm的范围内。
17.根据前述两项权利要求中的任何一项所述的RC-IGBT(100)，其中掺杂区(120)在横向上延伸到边缘终止区域(1024)中。
18.根据前述四项权利要求中的任何一项所述的RC-IGBT(100)，其中边缘终止区域(1024)进一步包括邻接第一表面(108)的第二导电类型的掺杂阱区(122)，其中掺杂阱区(122)的深度(t1)大于所述多个沟槽(106)的深度(t2)。
19.根据前述五项权利要求中的任何一项所述的RC-IGBT(100)，其中在过渡区域(1023)中所述多个沟槽(106)中的两个相邻沟槽之间的横向间距(p31，p32)朝向边缘终止区域(1024)减小。
20.一种制造反向导通绝缘栅双极晶体管RC-IGBT(100)的方法，所述方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种反向导通绝缘栅双极晶体管rc-igbt(100)，包括：
2.根据前述权利要求所述的rc-igbt(100)，其中寿命杀伤杂质(112)在横向上延伸通过二极管区域(1022)的至少主要部分。
3.根据前述权利要求所述的rc-igbt(100)，其中寿命杀伤杂质(112)在横向上从过渡区域(1023)延伸到igbt区域(1021)中。
4.根据前述权利要求所述的rc-igbt(100)，其中与二极管区域(1022)中相比igbt区域(1021)中的寿命杀伤杂质(112)的浓度更小。
5.根据前述权利要求中的任何一项所述的rc-igbt(100)，其中与在igbt区域(1021)中相比在二极管区域(1022)中所述多个沟槽(106)中的两个相邻沟槽之间的横向间距(p1，p2)更大。
6.根据前述权利要求中的任何一项所述的rc-igbt(100)，其中在二极管区域(1022)中所述多个沟槽(106)中的两个相邻沟槽之间的横向间距(p1)等于在过渡区域(1023)中所述多个沟槽(106)中的两个相邻沟槽之间的横向间距(p3)。
7.根据前述权利要求中的任何一项所述的rc-igbt(100)，其中过渡区域(1023)的横向延伸(lm)在第一表面(108)和第二表面(109)之间的半导体本体(104)的厚度(d)的10％到30％的范围内。
8.根据前述权利要求中的任何一项所述的rc-igbt(100)，进一步包括
9.根据前述权利要求所述的rc-igbt(100)，其中阴极区(116)在横向上延伸到整个过渡区域(1023)中。
10.根据前述权利要求中的任何一项所述的rc-igbt(100)，进一步包括
11.根据前述权利要求所述的rc-igbt(100)，其中集电极区(118)进一步包括igbt区域(1021)中的第三子区(1183)，其是由过渡区域(1023)和交替的第一子区(1181)和第二子区(1182)的布置在横向上界定的，其中第三子区(1183)与第一...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·戴尼斯，A·埃尔赛义德，A·欣兹，C·P·山道，
申请(专利权)人：英飞凌科技奥地利有限公司，
类型：发明
国别省市：
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