[发明专利]双向功率半导体器件

权利要求书

1.一种带有具有第一主侧(11)和与所述第一主侧(11)平行布置的第二主侧(12)的晶圆(10)的双向功率半导体器件(1)，所述双向功率半导体器件(1)包括至少两个第一栅极换向晶闸管单元(20)和至少两个第二栅极换向晶闸管单元(40)，

其中每个第一栅极换向晶闸管单元(20)包括以从所述第一主侧(11)到所述第二主侧(12)的顺序的下列层：

第一阴极电极(21)；

第一导电类型的第一阴极层(22)；

与所述第一导电类型不同的第二导电类型的第一基极层(23)；

所述第一导电类型的第一漂移层(24)；

所述第二导电类型的第一阳极层(25)；以及

第一阳极电极(26)，

其中每个第一栅极换向晶闸管单元(20)还包括第一栅极电极(27)，其布置成横向于所述第一阴极层(22)并且通过所述第一基极层(23)与所述第一阴极层(22)分离，

其中每个第二栅极换向晶闸管单元(40)包括以从所述第一主侧(11)到所述第二主侧(12)的顺序的下列层：

第二阳极电极(46)，

所述第二导电类型的第二阳极层(45)；

所述第一导电类型的第二漂移层(44)；

所述第二导电类型的第二基极层(43)；

所述第一导电类型的第二阴极层(42)；以及

第二阴极电极(41)，

其中每个第二栅极换向晶闸管单元(40)还包括第二栅极电极(47)，其布置成横向于所述第二阴极层(42)并且通过所述第二基极层(43)与所述第二阴极层(42)分离，

其中所述第一栅极换向晶闸管单元(20)与所述第二栅极换向晶闸管单元(40)交替，

通过所述第一漂移层(24)和所述第二漂移层(44)延伸到所述器件的表面，由此形成在所述第一基极层(23)与所述第二阳极层(45)之间的所述第一导电类型的第一分离区域(50)将每个第一栅极换向晶闸管单元(20)的所述第一基极层(23)与第二栅极换向晶闸管单元(40)中的相邻的第二阳极层(45)分离，以及

通过所述第一漂移层(24)和所述第二漂移层(44)延伸到所述器件的所述表面，由此形成在所述第二基极层(43)与所述第一阳极层(25)之间的所述第一导电类型的第二分离区域(60)将每个第二栅极换向晶闸管单元(40)的所述第二基极层(43)与第一栅极换向晶闸管单元(20)中的相邻的第一阳极层(25)分离。

2.根据权利要求1所述的双向功率半导体器件(1)，其中对于每个第一栅极换向晶闸管单元(20)：

此第一栅极换向晶闸管单元(20)的所述第一基极层(23)中的任何点和所述相邻的第二阳极层(45)之间的横向距离小于第一最大距离，

此第一栅极换向晶闸管单元(20)的所述第一阳极层(25)的任何点和所述相邻的第二基极层(43)之间的横向距离小于所述第一最大距离，

所述第一最大距离为1mm，或500μm。

3.根据权利要求1或2所述的双向功率半导体器件，其中对于每个第二栅极换向晶闸管单元(40)：

此第二栅极换向晶闸管单元(40)的所述第二基极层(43)的任何点和所述相邻的第一阳极层(25)之间的横向距离小于第二最大距离，

此第二栅极换向晶闸管单元(40)的所述第二阳极层(45)中的任何点和所述相邻的第一基极层(23)之间的横向距离小于所述第二最大距离，

所述第二最大距离为1mm，或500μm。

4.根据权利要求1或2所述的双向功率半导体器件(1)，其中在与所述第一和第二主侧(11，12)正交的方向上的投影中，在每个第一栅极换向晶闸管单元(20)中所述第一阳极层(25)与所述第一阴极层(22)重叠，并且在每个第二栅极换向晶闸管单元(40)中所述第二阳极层(45)与所述第二阴极层(42)重叠。