[发明专利]制备准谐振变换器的单片IGBT和二极管结构及方法

权利要求书

1.一种半导体器件，其特征在于，包含：

一个形成在半导体衬底中的垂直半导体器件；

一个位于垂直半导体器件的截止区中的二极管的外围端；

一个设置在半导体器件的有源区中的二极管的中心端，其横向远离所述外围端。

2.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，还包含：

一个通道终止区，位于半导体衬底外围附近的半导体器件的截止区中，外围端在通道终止区接触半导体衬底。

3.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，还包含：

一个与二极管集成的垂直绝缘栅双极晶体管IGBT，所述二极管设置在水平方向上，从绝缘栅双极晶体管IGBT的有源区到截止区。

4.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，还包含：

一个电场传播截止结构，设置在半导体功率器件的有源区和二极管的外围端之间的截止区中。

5.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于：

所述二极管的外围端还包含一个导电插头，其填充在半导体衬底外围附近的外围接触沟槽中，被设置在导电插头上方的外围金属接头覆盖。

6.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于：

所述二极管的中心端还包含一个导电插头，其填充在半导体衬底有源区中的中心接触沟槽中，被设置在导电插头上方的中心金属接头覆盖。

7.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于：

所述半导体器件包含一个与二极管相结合的垂直绝缘栅双极晶体管IGBT，所述的二极管在水平方向上设置，从绝缘栅双极晶体管IGBT的有源区横跨到截止区中的外围端，其中所述的垂直绝缘栅双极晶体管IGBT包含一个设置在半导体衬底底面上的集电极端，以及一个设置在半导体衬底顶面上的发射极端，其中发射极端是二极管的中心端。

8.如权利要求7所述的半导体器件，其特征在于：

所述的垂直绝缘栅双极晶体管IGBT形成在第一导电类型的第一半导体层中，并且垂直绝缘栅双极晶体管IGBT还包含一个在有源区中的栅极，所述的栅极在第二导电类型的本体区附近，包围着第一导电类型的源极区，其中垂直IGBT还包含一个第二导电类型的集电极层，位于所述的第一半导体层下方。

9.如权利要求8所述的半导体器件，其特征在于，还包含：

一个第一导电类型的缓冲层，位于集电极层和第一半导体层之间，其中缓冲层比第一半导体层掺杂浓度更高。

10.如权利要求7所述的半导体器件，其特征在于，还包含：

一个设置在第一半导体层中的截止结构，位于垂直绝缘栅双极晶体管IGBT的有源区和二极管的外围端之间。

11.如权利要求7所述的半导体器件，其特征在于：

所述二极管的外围端还包含一个导电插头，其填充在半导体衬底外围附近的外围沟槽中，并且被设置在导电插头上方的阴极金属接头覆盖，其中所述的外围沟槽接触所述的第一导电类型的上部掺杂区，所述的第二导电类型的次重掺杂区在上部掺杂区下面。

12.如权利要求7所述的半导体器件，其特征在于：

所述二极管的中心端还包含一个导电插头，其填充在中心沟槽中，接触垂直绝缘栅双极晶体管IGBT所述的本体和源极区，并且被设置在导电插头上方的发射极/阳极金属接头覆盖；并且

所述的第二导电类型的轻掺杂区设置在所述的第一导电层中，紧靠着中心沟槽的底面下方，使二极管成为低注入效率的二极管。

13.如权利要求7所述的半导体器件，其特征在于，还包含：

一个穿过半导体衬底打开的导电通孔，作为一个直通半导体通孔TSV，将外围端内部连接到集电极端。

14.如权利要求7所述的半导体器件，其特征在于，还包含：

一个通道终止区，位于半导体衬底外围附近的半导体器件的截止区中，其中外围端在通道终止区接触半导体衬底。