[发明专利]具有减小振荡的功率开关模块及其制造方法

权利要求书

1.一种功率开关模块，包括：

三端子功率半导体器件，所述三端子功率半导体器件被设计用于额定电流；以及

续流单元，所述续流单元包括集成在具有第一带隙的第一半导体材料中的pn二极管、以及集成在具有第二带隙的第二半导体材料中的肖特基二极管，其中，所述第二带隙比所述第一带隙大，其中，所述肖特基二极管并联地电连接到所述pn二极管，并且

其中，所述pn二极管能够操作为在所述功率半导体器件的所述额定电流时具有反向峰值电流，所述反向峰值电流是所述肖特基二极管的电容电流峰值的约0.5到约1.8倍。

2.根据权利要求1所述的功率开关模块，其中，所述三端子功率半导体器件是绝缘栅双极晶体管。

3.根据权利要求2所述的功率开关模块，其中，所述续流单元反并联地连接到所述绝缘栅双极晶体管。

4.根据权利要求1所述的功率开关模块，其中，所述第一半导体材料是硅。

5.根据权利要求1所述的功率开关模块，其中，所述第二半导体材料是碳化硅。

6.根据权利要求1所述的功率开关模块，其中，所述pn二极管包括由p掺杂区和n掺杂区形成的pn结，并且其中，所述p掺杂区包括比所述n掺杂区更高密度的复合中心。

7.根据权利要求6所述的功率开关模块，其中，所述复合中心由植入的氦离子形成。

8.根据权利要求6所述的功率开关模块，其中，所述复合中心由金掺杂和铂掺杂中的至少一个形成。

9.根据权利要求1所述的功率开关模块，其中，所述续流单元进一步包括与所述pn二极管串联连接的电感器。

10.根据权利要求1所述的功率开关模块，其中，所述pn二极管包括由p掺杂阳极区和n掺杂漂移区形成的pn结，其中，集成在所述p掺杂阳极区中的高p掺杂区具有比所述p掺杂阳极区高的掺杂浓度。

11.根据权利要求1所述的功率开关模块，其中，所述pn二极管具有总pn结面积，并且所述肖特基二极管具有总肖特基结面积，并且其中，所述总pn结面积与所述总肖特基结面积之间的比率是从约0.08到约0.3。

12.根据权利要求1所述的功率开关模块，其中，所述pn二极管和所述三端子功率半导体器件被集成在单个半导体本体中。

13.根据权利要求1所述的功率开关模块，进一步包括：

第一接合线，所述第一接合线与所述肖特基二极管电连接；以及

第二接合线，所述第二接合线与所述pn二极管电连接，

其中，所述第一接合线的长度是所述第二接合线的长度的约30%到约200%。

14.根据权利要求1所述的功率开关模块，进一步包括：

共同导电引线结构，所述共同导电引线结构电连接到所述功率半导体器件的集电极金属化和所述肖特基二极管的阴极金属化，以形成所述功率开关模块的共集电极端子。

15.一种功率开关模块，包括：

三端子功率半导体器件；以及

续流单元，所述续流单元包括集成在具有第一带隙的第一半导体材料中的pn二极管、以及集成在具有第二带隙的第二半导体材料中的肖特基二极管，其中，所述第二带隙比所述第一带隙大，其中，所述肖特基二极管并联地电连接到所述pn二极管，

其中，所述pn二极管具有总pn结面积，

其中，所述肖特基二极管具有总肖特基结面积，

其中，所述总pn结面积与所述总肖特基结面积之间的比率是从约0.08到约0.3，并且

其中，对于通过所述pn二极管和所述肖特基二极管的给定总电流，通过所述pn二极管的电流与通过所述肖特基二极管的电流之间的比率是从约0.05和0.25。

16.根据权利要求15所述的功率开关模块，其中，所述三端子功率半导体器件是绝缘栅双极晶体管。

17.根据权利要求16所述的功率开关模块，其中，所述续流单元反并联地连接到所述绝缘栅双极晶体管。

18.根据权利要求15所述的功率开关模块，其中，所述pn二极管包括由p掺杂区和n掺杂区形成的pn结，并且其中，所述p掺杂区包括复合中心。