專利名稱：陰極單元設(shè)計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高壓功率半導(dǎo)體器件領(lǐng)域。它涉及根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的前序 部分的功率絕緣柵半導(dǎo)併器件。
背景技術(shù)：
功率半導(dǎo)#^件的安全工作區(qū)(SOA)是受帝lj于多種約束的器件的最高工 作電壓和電流柳艮值的圖形表示。正向偏置安全工作區(qū)(KBSOA)和反向偏置 安全工作區(qū)(RBSOA)分別表現(xiàn)了具有柵極一發(fā)射極正向偏置或反向偏置的 器件SOA。
對于高壓器件，由于低n基極摻雜水平以及將會在較低電流密度下發(fā)生的 相關(guān)動態(tài)雪崩，RBSOA變得更加關(guān)鍵。此外，在測i舒P工作期間在高DC連 接電壓下，這樣的器件將經(jīng)歷更加苛亥啲SOA剝牛。
標(biāo)準(zhǔn)的平面絕緣柵雙極晶體管(IGBT)陰極單元設(shè)計(jì)通常通過提高n+源 極區(qū)的抗閉鎖性能被設(shè)計(jì)來用于高SOA 。對于高壓IGBT，這通?？梢酝ㄟ^ 在有源單元區(qū)中添加高摻雜時(shí)阱區(qū)來獲得。然而，眾所周知，上面提及的標(biāo)準(zhǔn) 方法不能滿足SOA的要求，尤其當(dāng)設(shè)計(jì)具有額定范圍在2000V直到8000V的 IGBT時(shí)。此外，對高壓IGBT要在采用附加的p+阱區(qū)來提高安全工作區(qū)和降 低導(dǎo)通狀態(tài)損ia間平衡設(shè)計(jì)。
US6,025,622公開了在有源單元區(qū)具有這樣的p+阱區(qū)的MOSFET。另外，
P+保護(hù)環(huán)包圍圍繞基極層、源極層和在柵電極下的高阻區(qū)的區(qū)域。這些p+保
護(hù)環(huán)被浮置而不接觸源電極。它們用作確保高耐壓的結(jié)端子。
如EP0 837 508 A2所述，對于低導(dǎo)通狀態(tài)損耗的平面IGBT， p摻雜溝道
阱區(qū)被作為空穴阻擋區(qū)的n型層圍繞。這將提高在器件關(guān)斷期間的閉鎖電流。 然而對于具有額定超過2000V的高壓IGBT，這樣的IGBT己經(jīng)充分地表明不 能有效的提高SOA性能。圖1所示是這樣的IGBT的平面單元布局和截面設(shè)計(jì)
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供開始提及的那種具有提高的SOA (安全工作區(qū))和 低導(dǎo)通狀態(tài)損耗的功率絕緣柵半導(dǎo)#§1件。
通過根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的IGBT來實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的。
根據(jù)本發(fā)明的絕緣柵半導(dǎo)體器件包括具有上側(cè)的第一導(dǎo)電類型的第一 層。絕緣柵電極形成在該上側(cè)上。該半導(dǎo)，件還包括有源半導(dǎo)體單元，其包 括
-第一層的一部分，和
-第二導(dǎo)電類型的溝道阱區(qū)，
-摻雜濃度高于所述第一層的第一導(dǎo)電類型的源極區(qū)，
-摻雜濃度高于第一層并且低于源極區(qū)的摻雜濃度的第一導(dǎo)電類型的第 三層，和
-形成在該上側(cè)上，觸源極區(qū)和溝道阱區(qū)的^l寸極電極。 溝道阱區(qū)，源極區(qū)和第三層被形鵬相鄰于該上頂啲第一層內(nèi)。第三層至 少部分地隔開溝道阱區(qū)和第一層。
下列特征或其fti可組合中至少應(yīng)用一個(gè)
-該半導(dǎo)體器件還包括在第一層中的有源半導(dǎo)體單元之外相鄰于溝道 阱區(qū)形成的第二導(dǎo)電類型的附加阱區(qū)，所述附加阱區(qū)具有比溝道阱區(qū) 高的摻雜濃度，并且所述附加阱區(qū)通過所述溝道阱區(qū)被電連接到發(fā)射 極電極。在柵電極或源極區(qū)被形成在附加阱區(qū)上方的情況中，只是所 述柵電極或所述源極區(qū)被形成在所述附加阱區(qū)上方而不是所述柵電極 和所述源極區(qū)一起，從而沒有導(dǎo)電溝道形成，或者 -該半導(dǎo)體器件在第一層和附加阱區(qū)之間的結(jié)深于第一層和溝道阱區(qū)之
間的結(jié)，而不是附加阱區(qū)的摻雜濃度高于該半導(dǎo)體器件。 在1M實(shí)施例中，在有源單元中沒有設(shè)置摻雜濃度高于溝道阱區(qū)的第二導(dǎo) 電類型的區(qū)域，從而導(dǎo)通狀態(tài)損耗被斷氐。
根據(jù)本發(fā)明的絕緣柵半導(dǎo)傳^&件中的第三層M提供空穴阻擋區(qū)具有低的 空穴消耗效應(yīng)而降低了導(dǎo)通狀態(tài)損耗。在該第三層中的空穴阻擋效應(yīng)也將提高 在有源單元區(qū)中的單元抗閉鎖性能。所述附加阱區(qū)提供遠(yuǎn)離有源單元外圍的雪 崩點(diǎn)，和遠(yuǎn)離臨界源極區(qū)的空穴的替換路徑。所述附加阱區(qū)不影響依照單元間 距的有源單元設(shè)計(jì)，即有源單元之間的距離的設(shè)計(jì)規(guī)則，以及單元t間的空穴
消耗，因此導(dǎo)致在發(fā)射極側(cè)具有低導(dǎo)通狀態(tài)損耗的最佳載流子輪廓(carrier profile)。
根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步的優(yōu)勢將在從屬權(quán)利要求中呈現(xiàn)。


本發(fā)明的主題的更多細(xì)節(jié)將在后面的文本中參照附圖來解釋，其中
圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的絕緣柵半導(dǎo)，件；
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的絕緣柵半導(dǎo)^^件的第一實(shí)施例；
圖3到7示出了本發(fā)明的具有新附加阱區(qū)的IGBT單元設(shè)計(jì)的不同實(shí)施
例；
圖8和9示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的IGBT工作原理；和 圖10示出了根據(jù)圖3中的本發(fā)明IGBT的IGBT工作原理。
具體實(shí)施例方式
圖1中的上面部分示出了 IGBT器件的簡化了的頂視圖，而下面部分示出 了沿著虛線切開的截面圖。絕緣柵半導(dǎo)儲件1包括第一 (n-)型層2和第二 P型層3。第一層2具有上側(cè)21并且被連接到在與該上側(cè)21相對的側(cè)的第二 層3，該第二層3具有下側(cè)31并且被連接到在與該下側(cè)31相對的側(cè)的所述第 一層2。在上側(cè)21上柵電極4 IS入在絕緣層41中。在半導(dǎo)傳器件1中形成 有源半導(dǎo)體單元5，其包括
-所述第一層和第二層2和3的一部分，
-p型溝道阱區(qū)6，
-(n+)型源極區(qū)7，其具有的摻雜濃度高于所述第一層2; -第三n型層8，其具有的摻雜濃度高于戶，第一層2，并且低于源極區(qū) 的摻雜濃度，
-^!寸極電極9，其形成在戶/M上側(cè)21上 觸源極區(qū)7和溝道阱區(qū)6， 禾口
-集電極電極io，其形j^E所述下側(cè)31上并，數(shù)蟲戶;M第二層3。 溝道阱區(qū)6，源極區(qū)7和第三層8被形成在相鄰于該上側(cè)21的所述第一
層2內(nèi)，第三層8隔開溝道阱區(qū)6和第一層2的剩余部分。
兩個(gè)主要電極，^!寸極電極9和集電極電極10由例如AlSi的導(dǎo)電材料構(gòu)
成，并且它們分別接觸上側(cè)21上的第一層2或者下側(cè)31上的第二層3。柵電
極4包含例如多晶硅的導(dǎo)電材料，并且它們借助例如低溫氧化物的絕緣層41
與第一層2、溝道阱區(qū)6和第三層8隔開。借助至少部分地形成在溝道阱區(qū)6 上的柵電極4和源極區(qū)7，導(dǎo)電溝道在第一層2、第三層8、源極區(qū)7到激射及 電極9之間形成。柵電極4和源極區(qū)7可以重疊但不是必需重疊。
下面的圖2到7示出了本發(fā)明的具有n型第一層2的n溝道IGBT。可以 應(yīng)用本發(fā)明到其他絕緣柵半導(dǎo)^ll件，如絕緣柵場效應(yīng)晶體管(例如具有n型 第二層3而不是IGBT情況下的p第二層3的MOSFET)。此外，也可以應(yīng)用
本發(fā)明至懼有p型第一層的p溝道絕緣柵半導(dǎo)體，但是在那樣盼瞎況下所有層 的導(dǎo)電類型都要反過來。另外，在IGBT的情況下本發(fā)明可以被應(yīng)用到非穿通 IGBT，如圖2到7所示，也可以應(yīng)用到在第一層2和第二層3之間具有(n+) 型緩沖層的穿通IGBT，該緩沖層具有的摻雜濃度高于第一層2。
圖2示出了本發(fā)明的絕緣柵半導(dǎo)is件的第一實(shí)施例和沿著虛線切開的半 導(dǎo)#^件的截面圖。明顯地，圖2的左下半部分所示的本發(fā)明的IGBT的有源 截面與圖1中所示的標(biāo)準(zhǔn)IGBT的設(shè)計(jì)保持類似。然而，沿著圖2的右半部分
中的虛線切開的截面圖示出了新近介紹的附加(p+)型阱區(qū)u，其^e^;m第一
層2中有源半導(dǎo)體單元5以夕湘鄰于溝道阱區(qū)6形成。戶服附加阱區(qū)11具有 的摻雜濃度高于溝道阱區(qū)6，并且它們通過所述溝道阱區(qū)6被電連接到對対及 電極9。在柵電極4或源極區(qū)7被形成在附加阱區(qū)11上方盼瞎況中，只是戶腿 柵電極4或戶;m源極區(qū)7被形，附加阱區(qū)11上方而不是卩/m柵電極4和所 述源極區(qū)7 —起，從而沒有導(dǎo)電溝道形成。那意味著在附加阱區(qū)11上方可以 形成柵電極4或源極區(qū)7，但不能兩個(gè)同時(shí)形成。在圖2中示出的例子中，柵 電極4形成在附加阱區(qū)11上方而源極區(qū)7沒有形成在附加阱區(qū)11上方。在圖 2中源極區(qū)7橫向于附加阱區(qū)11設(shè)置。替換地，也可以在附加阱區(qū)11上方只 有源極區(qū)7形成，但在那樣的情況下柵電極4就沒有形成在附加阱區(qū)11上方。 在另一替換方案中，無論柵電極4還是源極區(qū)7都不形成在附加阱區(qū)11上方。
在所有的情況中沒有形成穿過附加阱區(qū)ii的導(dǎo)電溝道，并且戶;m附加阱區(qū)11
在這個(gè)實(shí)施例中只通過在有源單元5端部的p型溝道阱區(qū)6連接到^l科及電極 9。這將導(dǎo)致在附加阱區(qū)11和溝道阱區(qū)6之間的最佳接觸，而不影響標(biāo)準(zhǔn)的IGBT 設(shè)計(jì)和招氐導(dǎo)通狀態(tài)損耗方面的電性能。在溝道阱區(qū)6具有條狀形式盼瞎況下， 附加阱區(qū)11被設(shè)置在溝道阱區(qū)6的較短側(cè)的端部。這些附加阱區(qū)11通過樹共
設(shè)計(jì)的雪崩點(diǎn)增強(qiáng)了雪崩場效應(yīng)和通過為空穴提供額外的路徑增強(qiáng)了空穴消耗
效應(yīng)(drain effect),而在提高導(dǎo)通狀態(tài)損耗方面沒有任何缺點(diǎn)。當(dāng)附加阱區(qū)11 被設(shè)置在有源單元5的端部時(shí)，在a)單元間距(兩個(gè)有源單元之間的距離) 和b)單7f^間的空穴消耗(drainage)方面，都不會影響有源單元設(shè)計(jì)，因此 導(dǎo)致了對于低導(dǎo)通狀態(tài)損耗在對寸極側(cè)的最佳載流子輪廓。
這個(gè)工作原理可以解釋如下IGBT的關(guān)斷能力的顯著提高可以通過降低 在主要有源單元中關(guān)斷期間的雪崩電流來實(shí)現(xiàn)，從而達(dá)到在較高電流和功率水 平的臨界閉鎖條件。
在本發(fā)明的半導(dǎo)##1件的另一實(shí)施例中，在有源單元中沒有設(shè)置具有的摻 雜濃度高于溝道阱區(qū)的第二導(dǎo)電類型區(qū)，從而避免了導(dǎo)通狀態(tài)損耗的提高。
在本發(fā)明的IGBT的另一實(shí)施例中，第一層2對于600V電壓典型地具有 大約30um的厚度和大約2n0"原子/cm3的摻雜濃度，對于8000V電壓該厚 度增加到700 y m并且摻雜濃度斷氏到小于1*1012原子/cm3。第三層8具有1 到5 ix m的厚度并且摻雜濃度在1*1014到mo17原子/cm3的范圍。源極區(qū)7具 有0.1到5 y m的厚度并且摻雜濃度高于1*1018原子/cm3。溝道阱區(qū)6具有0.5 到5"111的厚度并且摻雜濃度在1*1016到1*1018原子/0113的范圍。附加阱區(qū)ll 具有1到10 u m的厚度并且摻雜濃度高于1*1016原子/cm3。
圖3到圖7示出了本發(fā)明的IGBT設(shè)計(jì)的更多的示范性的實(shí)施例。這些設(shè) 計(jì)的任何差異和組合也是可以的。為了圖比較清晰，源極區(qū)7沒有顯示在圖3 到圖7中的不同實(shí)施例中。
圖3示出了本發(fā)明的附加阱區(qū)11形j^有源單元5的端部的實(shí)施例。附 加阱區(qū)11的寬度寬于有源單元5。如果在半導(dǎo)皿件1中的兩個(gè)^多個(gè)有源 單元5設(shè)置成行，那么可以在有源單元5的每個(gè)端部上形成一個(gè)公共附加阱區(qū) 11 。這樣的設(shè)計(jì)適合條紋型布圖設(shè)計(jì)，其意P據(jù)溝道阱區(qū)6在朝向戶脫上側(cè)21 的側(cè)具有條紋形狀，戶脫條紋形狀具有被定義為所述條紋的長度除以條紋的寬 度的長寬比，其范圍是從5到200。
圖4示出了形鵬有源單元5的端部的附加阱區(qū)11。它們的寬度小于溝 道阱區(qū)6的寬度。第三層8應(yīng)該全部或至少部分地環(huán)繞溝道阱區(qū)6。這樣的設(shè) 計(jì)適合單元類型布圖設(shè)計(jì)，其意味著溝道阱區(qū)6在朝向所m側(cè)21的側(cè)具有 被定義為溝道阱區(qū)6的長度除以其寬度的長寬比，該長寬比小于5。
如圖5所示，半導(dǎo)#^件1可以包括兩個(gè)或更多個(gè)有源單元5，其設(shè)置成 列。兩個(gè)相鄰的有源單元5具有一個(gè)公共附加阱區(qū)11。第三層8應(yīng)該鄉(xiāng)或至
少部分地環(huán)繞溝道阱區(qū)6。這樣的設(shè)i，合單元類型布圖設(shè)計(jì)。
圖6示出了本發(fā)明的附加阱區(qū)11形^E有源單元5的中間部分的另一個(gè) 實(shí)施例。由于對于旨有源單元只需要一個(gè)附加阱區(qū)11，因lt腿樣的設(shè)計(jì)具有 非常低的導(dǎo)通狀態(tài)損耗，并且因此，附加阱區(qū)11的面積小。這樣的設(shè)計(jì)適合 條紋型布圖設(shè)計(jì)。
圖7示出了圓形有源單元5，其中刻科及電極9接觸在有源單元5的中間 部分的十字形區(qū)域上的溝道阱區(qū)6。該溝道阱區(qū)6緊鄰著，極電極9的接觸 區(qū)域形成，被第三層8包住。所述附加阱區(qū)11被形成為圍繞有源單元5的環(huán)。 在上面詳細(xì)闡述的實(shí)施例中，絕緣層是平面導(dǎo)向的，即平行于上側(cè)21。 也可以在本發(fā)明的IGBT中應(yīng)用溝槽設(shè)計(jì)，其中絕緣層41和柵電極4是垂直 于上側(cè)21的方向并且緊鄰源極區(qū)7，并且在源極區(qū)7和第一層2之間溝道阱區(qū) 6和第三層8被設(shè)置為平面層。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，依據(jù)在雜散電感、有源區(qū)、施加的電流和電壓 的方面該器件需要吸收的能量，把以下的設(shè)計(jì)想法考慮進(jìn)去
-附加阱區(qū)11的面積與半導(dǎo)傳器件的*面積的比率根據(jù)有源單元區(qū)的 最大化利用以及在導(dǎo)通狀態(tài)期間和在關(guān)斷期間的空穴消耗來選擇。這 個(gè)比率范圍在O.Ol(百分之一)到O.l(百分之十)。這考慮了附加阱區(qū)11 的寬度，其可以依據(jù)設(shè)計(jì)布圖在1到1000 um (貨妹)之間任意選擇。 如果該面積比率低于值0.1，貝贓IGBT的導(dǎo)通狀態(tài)中空穴消耗效應(yīng)將 不變得明顯。因此，附加阱區(qū)11的小面積將不會顯著地影響載流子輪 廓，引超氐導(dǎo)通狀態(tài)損耗。 -當(dāng)半導(dǎo)體器件被關(guān)斷時(shí)，大部分的關(guān)斷電流主要流過附加阱區(qū)11而不 ^il過有源單元5。這{ 于增強(qiáng)型雪崩位置(附加阱區(qū)11的外圍) 的面積或數(shù)量以及從上述特征中考慮到給定器件所需要的功耗的附加 阱區(qū)11的設(shè)計(jì)。對于兩個(gè)電流路徑的典型的比率值(例如，通過附力口 阱區(qū)11的電流和有源單元電流t間的比率)在1和3之間。 在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，溝道阱區(qū)6在朝向所述上側(cè)21的側(cè)具有條 紋形狀，所述條紋形狀具有被定義為所述條紋的長度除以條紋的寬度的長寬
比，其范圍是從5到200。在半導(dǎo)!機(jī)件l中的所有溝道阱區(qū)6彼此平行排列， 并且附加阱區(qū)11垂，準(zhǔn)溝道阱區(qū)6的，。為了不顯著影響載流子輪廓，
導(dǎo)致過多的導(dǎo)通狀態(tài)損耗，必須考慮如下解釋的雙極擴(kuò)散長度，因此，附加阱
區(qū)11可以具有從2到200 u m的寬度，并且它們之間的間隔在50和2000 y m 之間。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，附加阱區(qū)11在朝向上側(cè)21的側(cè)具有條紋形 狀并且彼此平行設(shè)置。附加阱區(qū)11 Mil位于溝道阱區(qū)6中的導(dǎo)電接觸被電連 接到ai抖及電極9，以便在提高的SOA的關(guān)斷期間為空^供路徑。這些接觸 到達(dá)附加阱區(qū)11中最多10 u m。
附加阱區(qū)11可以跨越半導(dǎo)體器件區(qū)域均勻地或隨機(jī)地分布。然而，在導(dǎo) 通狀態(tài)期間附加阱區(qū)11必須與有源單元5具有最小的相互作用。由此圖2中 的任何附加阱區(qū)11之間的有源單元5的距離d必須大于雙極擴(kuò)散長度La= M ，其依賴于過剩少數(shù)載流子的壽命T和擴(kuò)散常數(shù)Da。典型的k值的范圍
在10um直到200um (〗絲)之間。因此，為了最佳性能，距離d的范圍在 50um直到2000um (微米)之間。
圖8到圖10示意性地示出了在關(guān)斷期間具有不同RBSOA能力的3個(gè)IGBT 單元。為了圖更清晰，源極區(qū)7沒有顯示在圖8到圖10中。圖8示出了具有p 溝道阱區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)IGBT單元，由此具有低臨界閉鎖電流(例如，100A)的, RBSOA能力。等于總有源單元電流I。的總關(guān)斷電流一達(dá)到臨界閉鎖電流，這 種IGBT器件就會失效(器件在I二IflOOA時(shí)失效)。圖9示出了具有圍繞p 型溝道阱區(qū)6的附加深n層8的標(biāo)準(zhǔn)IGBT單元，具有較高臨界閉鎖電流(如， 200A)的改善的RBSOA能力。然而，這種IGBT當(dāng)總關(guān)斷電流達(dá)到臨界閉鎖 電流時(shí)也會失效(器件在1=1。=200八時(shí)失效)。在圖10中示出的本發(fā)明的IGBT 單元具有類似于圖9中器件的附加深n層8，但是被進(jìn)一步利用附加阱區(qū)11增 強(qiáng)，進(jìn)一步改善了 RBSOA能力。總關(guān)斷電流分為有源單元電流Ie和流過附加 阱區(qū)的電流Ip。因此，具有與器件b)相同的臨界閉鎖電流(如，200A)，本 發(fā)明的IGBT器件在有源單元電流達(dá)到臨界閉鎖電流時(shí)失效。該臨界總關(guān)斷電 流遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于器件A和B的臨界關(guān)斷電流(例如，Ip=2*Ie，器件在I^e+Ip二3、 二600A時(shí)失效)。
附圖1^H己列表 1半導(dǎo)體器件 2第一層 21上側(cè)
3 ~ 31下側(cè)
4 柵電極 41絕緣層
5 有源半導(dǎo)體單元
6 溝道阱區(qū)
7 源極區(qū)
8 第三層
9 ^M極電極
11附加阱區(qū)
權(quán)利要求
1、絕緣柵半導(dǎo)體器件(1)，其具有第一導(dǎo)電類型的第一層(2)，所述第一層(2)具有上側(cè)(21)，且具有形成在所述上側(cè)(21)上的絕緣柵電極(4)，以及具有有源半導(dǎo)體單元(5)，該有源半導(dǎo)體單元包括-所述第一層(2)的一部分，-第二導(dǎo)電類型的溝道阱區(qū)(6)，-第一導(dǎo)電類型的源極區(qū)(7)，其具有的摻雜密度高于所述第一層(2)，-第一導(dǎo)電類型的第三層(8)，其具有的摻雜密度高于所述第一層(2)，和-發(fā)射極電極(9)，其形成在所述上側(cè)(21)上并接觸源極區(qū)(7)和溝道阱區(qū)(6)，溝道阱區(qū)(6)，源極區(qū)(7)和第三層(8)被形成在所述第一層(2)中相鄰于所述上側(cè)(21)，并且第三層(8)至少部分地隔開溝道阱區(qū)(6)和所述第一層(2)，其特征在于該半導(dǎo)體器件(1)還包括在所述第一層(2)中的有源半導(dǎo)體單元(5)之外相鄰于溝道阱區(qū)(6)形成的第二導(dǎo)電類型的附加阱區(qū)(11)，所述附加阱區(qū)(11)通過所述溝道阱區(qū)(6)被電連接到發(fā)射極電極(9)，在柵電極(4)或源極區(qū)(7)被形成在附加阱區(qū)(11)上方的情況下，只是所述柵電極(4)或所述源極區(qū)(7)被形成在附加阱區(qū)(11)上方而不是所述柵電極(4)和所述源極區(qū)(7)一起，從而沒有導(dǎo)電溝道形成，并且所述附加阱區(qū)(11)具有下列特征中的至少一個(gè)-所述附加阱區(qū)(11)具有的摻雜密度高于溝道阱區(qū)(6)，或者-該半導(dǎo)體器件(1)在第一層(2)和附加阱區(qū)(11)之間具有深于第一層(2)和溝道阱區(qū)(6)之間的結(jié)的結(jié)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)皿件(1)，其特征在于， 該半導(dǎo)j本器件(1)在第一層(2)和附加阱區(qū)(11)之間具有深于第一層(2)和溝道阱區(qū)(6)之間的結(jié)的結(jié)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2戶腿的半導(dǎo)^^件(1)，其特征在于， 半導(dǎo)體器件(1)的全部附加阱區(qū)(11)的總面積與總的半導(dǎo)體器件面積的比率范圍是0.01到O.IO。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)戶，的半導(dǎo)皿件(1)，其特征在于， 溝道阱區(qū)(6)具有條紋形狀，所述條紋形狀具有被定義為所述條紋的長度除以條紋的寬度的長寬比，其范圍是從5至lj200，以及在半導(dǎo)體器件(1)中的^P溝道阱區(qū)(6)彼此平行設(shè)置，和 附加阱區(qū)(11)與溝道阱區(qū)(6)的，垂直對準(zhǔn)。
5、 根據(jù)權(quán)禾腰求1至4中任一項(xiàng)戶服的半導(dǎo)寸機(jī)件(1)，其特征在于，附加阱區(qū)(11)具有條紋開m并且彼此平行設(shè)置， 附加阱區(qū)(11)具有范圍從2到200榜姊的寬度，和附加阱區(qū)(11)間隔開在50到20(XMM^J、司的距離。
6、 根據(jù)權(quán)禾腰求1至5中任一項(xiàng)戶脫的半導(dǎo)條件(1)，其特征在于，附加阱區(qū)(11)具有條紋皿并且彼此平行設(shè)置，附加阱區(qū)(11)通過位于溝道阱區(qū)(6)中的導(dǎo)電接觸被電連接到發(fā)射極 電極(9)。
全文摘要
一種具有有源單元(5)的n溝道絕緣柵半導(dǎo)體器件包括被n型第三層(8)圍繞的p溝道阱區(qū)(6)，該器件還包括形成在有源半導(dǎo)體單元(5)外相鄰于溝道阱區(qū)(6)的附加阱區(qū)(11)，增強(qiáng)了安全工作區(qū)性能。在有源半導(dǎo)體單元(5)外的附加阱區(qū)(11)不影響依照單元間距的有源單元設(shè)計(jì)，即有源單元之間的距離的設(shè)計(jì)規(guī)則，以及單元之間的空穴消耗，因此導(dǎo)致在發(fā)射極側(cè)具有低導(dǎo)通狀態(tài)損耗的最佳載流子輪廓。
文檔編號H01L29/739GK101180736SQ200680017886
公開日2008年5月14日 申請日期2006年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月24日
發(fā)明者M·拉希莫 申請人:Abb瑞士有限公司