[发明专利]具有场电极的功率半导体器件有效
申请号: | 201710585097.0 | 申请日: | 2017-07-18 |
公开(公告)号: | CN107634091B | 公开(公告)日: | 2021-03-30 |
发明(设计)人: | F.希尔勒 | 申请(专利权)人: | 英飞凌科技奥地利有限公司 |
主分类号: | H01L29/40 | 分类号: | H01L29/40;H01L29/739;H01L29/78 |
代理公司: | 中国专利代理(香港)有限公司 72001 | 代理人: | 申屠伟进;杜荔南 |
地址: | 奥地利*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 具有 电极 功率 半导体器件 | ||
1.一种功率半导体器件(1),包括:
- 半导体主体(10),其被配置成在功率半导体器件(1)的第一负载端子(11)和第二负载端子(12)之间传导负载电流;
- 源极区(101)、沟道区(102)和漂移体积(100),均被包括在半导体主体(10)中,该源极区(101)被电连接至第一负载端子(11)并且该沟道区(102)使源极区(101)与漂移体积(100)隔离;
- 半导体区域(108),其被包括在半导体主体(10)中并且将漂移体积(100)耦合至第二负载端子(12),在半导体区域(108)和漂移体积(100)之间建立第一过渡(1008);
- 控制电极(131),其与半导体主体(10)和负载端子(11、12)中的每一个都绝缘并且被配置成控制沟道区(102)中的负载电流的路径;
- 沟槽(14),其沿着延伸方向(Z)延伸到漂移体积(100)中并且包括场电极(141),其中:
- 该场电极(141)的欧姆电阻(RFP)大于控制电极(131)的欧姆电阻(RG);并且
- 该场电极(141)和第一过渡(1008)之间的距离(D)占漂移体积(100)在延伸方向(Z)上的总延伸(TED)的至少70%。
2.一种功率半导体器件(1),包括:
- 半导体主体(10),其被配置成在功率半导体器件(1)的第一负载端子(11)和第二负载端子(12)之间传导负载电流;
- 源极区(101)、沟道区(102)和漂移体积(100),均被包括在半导体主体(10)中,该源极区(101)被电连接至第一负载端子(11)并且该沟道区(102)使源极区(101)与漂移体积(100)隔离,其中至少该漂移体积(100)沿着延伸方向(Z)的总延伸(TED)限定半导体器件(1)的阻断电压;
-控制电极(131),其与半导体主体(10)和负载端子(11、12)中的每一个都绝缘并且被配置成控制沟道区(102)中的负载电流的路径;
- 沟槽(14),其沿着延伸方向(Z)延伸到漂移体积(100)中并且包括通过场绝缘体(142)与漂移体积(100)隔离的场电极(141),其中:
- 该场电极(141)的欧姆电阻(RFP)大于控制电极(131)的欧姆电阻(RG);并且
- 该场绝缘体(142)沿着第一横向方向(X)的第一厚度(TX)和该场绝缘体(142)沿着延伸方向(Z)的第二厚度(TZ)中的至少一个相当于小于阻断电压乘以因子2 nm/V。
3.根据权利要求1或2所述的功率半导体器件(1),进一步包括:
- 第一路径(15),其使场电极(141)与功率半导体器件(1)的第一负载端子(11)和控制端子(13)之一电连接;以及
- 第二路径(16),其使控制电极(131)与控制端子(13)电连接。
4.根据权利要求3所述的功率半导体器件(1),其中:
- 欧姆场电极电阻(RFP)等于第一路径(15)的内部电阻(RFP, int)与场电极的分布电阻(RFP, dist)的总和;并且
- 欧姆控制电极电阻(RG)仅相当于控制电极(131)的分布电阻(RG, dist)并且不包括由在第二路径(16)中提供的欧姆电阻器(133)构成的内部电阻(RG, int)。
5.根据权利要求4所述的功率半导体器件(1),其中:
- 场电极的分布电阻(RFP, dist)至少由布置在沟槽(14)中的场电极(141)的部分构成;
- 并且控制电极的分布电阻(RG, dist)至少由控制负载电流的路径的控制电极(131)的部分构成。
6.根据权利要求4所述的功率半导体器件(1),其中该欧姆场电极电阻(RFP)被配置成减弱振铃。
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