[发明专利]功率半导体装置及相应模块

摘要

提供一种功率半导体装置(1)，其包括晶圆(10)，在该晶圆(10)上，发射极电极(2)和集电极电极(25)设置在晶圆的相对侧(22、27)上，其中门极电极(7)设置在发射极侧(22)上，该门极电极(7)包括导电门极层(72)和绝缘层(74)，层按照下列顺序设置在集电极与发射极侧(27、22)之间：p掺杂集电极层(6)；(n-)掺杂漂移层(5)；n掺杂增强层(52)；p基基层(4)，包括第一和第二基区(42、44)；以及(n+)掺杂第一和第二发射极层，发射极电极(2)在发射极接触区(21)接触第一发射极层(3)和第一基区(42)，其中第二发射极层(35)通过绝缘层(74)来绝缘以免直接接触到发射极电极(2)，并且第二发射极层(35)通过基层(4)与第一发射极层(3)分隔，增强层(52)设置在第一基区(42)与漂移层(5)之间，将第一基区(42)与第二基区(44)和漂移层(5)隔离，并且接触第二发射极层(35)，IGBT沟道(100)可从第一发射极层(3)经由第一基区(42)到漂移层(5)形成，晶闸管沟道(12)可从第二发射极层(35)经由第二基区(44)到漂移层(5)形成，MOS沟道(140)可从第一发射极层(3)经由第一基区(42)到第二发射极层(35)形成。

主权项

 一种功率半导体装置(1)，包括晶圆(10)，在该晶圆(10)上，发射极电极(2)设置在所述晶圆的发射极侧(22)上，并且集电极电极(25)设置在所述晶圆的与所述发射极侧(22)相对的集电极侧(27)上，其中平面门极电极(7)设置在所述发射极侧(22)上，该门极电极(7)包括导电门极层(72)和绝缘层(74)，所述绝缘层(74)将所述门极层(72)与所述晶圆(10)中的第一导电类型或者与所述第一导电类型不同的第二导电类型的任何层分隔，所述第一和第二导电类型的层按照下列顺序设置在所述集电极侧与发射极侧(27，22)之间：第二导电类型的集电极层(6)，所述第一导电类型的漂移层(5)，该漂移层(5)具有恒定低掺杂浓度，所述第一导电类型的增强层(52)，具有比所述漂移层(5)高的最大掺杂浓度，包括第一增强区(54)，所述第二导电类型的基层(4)，包括第一基区(42)和第二基区(44)，所述第一导电类型的第一发射极层(3)和第二发射极层(35)，其中所述发射极电极(2)在发射极接触区(21)接触所述第一基区(42)和所述第一发射极层(3)，所述第一增强区(54)设置在所述第一基区(42)与所述漂移层(5)之间，该第一增强区(54)将所述第一基区(42)与所述第二基区(44)和所述漂移层(5)分隔，并且该第一增强区(54)接触所述第二发射极层(35)，所述第一发射极层(3)通过所述基层(4)和所述第一增强区(54)与所述漂移层(5)分隔，所述第二发射极层(35)通过所述基层(4)与所述漂移层(5)并且与所述第一发射极层(3)分隔，所述IGBT沟道(100)可从所述第一发射极层(3)经由所述第一基区(42)和所述第一增强区(54)到所述漂移层(5)形成，晶闸管沟道(12)可从所述第二发射极层(35)经由所述第二基区(44)到所述漂移层(5)形成，MOS沟道(140)可从第一发射极层(3)经由所述第一基区(42)和所述第一增强区(54)到所述第二发射极层(35)形成，其中沟道的级联可经由所述MOS沟道(140)和所述晶闸管沟道(120)从所述第一发射极层(3)到所述漂移层(5)形成。