[发明专利]半导体器件和用于操作半导体器件的方法

权利要求书

1.一种半导体器件（100、200-C、400），包括：

多个（110）正向导通绝缘栅双极晶体管单元，其中，所述多个（110）正向导通绝缘栅双极晶体管单元被配置为在所述半导体器件（100、200-C、400）的正向操作模式中导通电流，并且在所述半导体器件（100、200-C、400）的反向操作模式中阻断电流；

多个（120）反向导通绝缘栅双极晶体管单元，其中，所述多个（120）反向导通绝缘栅双极晶体管单元被配置为在正向操作模式和反向操作模式中都导通电流；以及

第一发射极电极（104-1）和第二发射极电极（104-2），其中，所述第一发射极电极（104-1）电连接到所述多个（110）正向导通绝缘栅双极晶体管单元中的至少一个，其中，所述第二发射极电极（104-2）电连接到所述多个（120）反向导通绝缘栅双极晶体管单元中的至少一个；

其中第一发射极电极被连接到负载源，并且第二发射极电极被连接到电流感测源。

2.根据权利要求1所述的半导体器件（100、200-C、400），其中，所述半导体器件（100、200-C、400）的正向导通绝缘栅双极晶体管单元的总数至少是所述半导体器件（100、200-C、400）的反向导通绝缘栅双极晶体管单元的总数的两倍。

3.根据权利要求1或2所述的半导体器件（100、200-C、400），其中，在所述正向操作模式期间，所述多个（120）反向导通绝缘栅双极晶体管单元被配置为导通通过半导体器件（100、200-C、400）的总电流的至多30%。

4.根据前述权利要求1-2之一所述的半导体器件（100、200-C、400），其中，在所述反向操作模式期间，所述多个（120）反向导通绝缘栅双极晶体管单元被配置为导通通过半导体器件（100、200-C、400）的总电流的至多30%。

5.根据前述权利要求1-2之一所述的半导体器件（100、200-C、400），其中，所述多个（110）正向导通绝缘栅双极晶体管单元和所述多个（120）反向导通绝缘栅双极晶体管单元被布置在所述半导体器件的公共半导体衬底（102）中。

6.根据权利要求5所述的半导体器件（100、200-C、400），其中，所述多个（110）正向导通绝缘栅双极晶体管单元横向包围所述多个（120）反向导通绝缘栅双极晶体管单元。

7.根据权利要求5所述的半导体器件（100、200-C、400），其中，所述半导体衬底（102）包括第一导电类型的集电极掺杂区域（134）和第二导电类型的漂移掺杂区域（122），

其中，所述集电极掺杂区域（134）在正向导通绝缘栅双极晶体管单元内将所述漂移掺杂区域（122）与所述半导体衬底（102）的后侧表面分离，

其中，所述漂移掺杂区域（122）在反向导通绝缘栅双极晶体管单元内竖直延伸到所述半导体衬底的后侧表面。

8.根据权利要求7所述的半导体器件（100、200-C、400），其中，沿着所述半导体衬底（102）的后侧表面从所述多个（110）正向导通绝缘栅双极晶体管单元中的任一个到所述漂移掺杂区域（122）的位于所述半导体衬底（102）的后侧表面的一部分的最小横向距离大于1μm。

9.根据权利要求7所述的半导体器件（100、200-C、400），其中，所述多个（120）反向导通绝缘栅双极晶体管单元中的至少一些彼此横向相邻布置，其中，在所述半导体衬底的后侧表面处的所述漂移掺杂区域（122）的最大宽度大于相邻布置的反向导通绝缘栅双极晶体管单元的单元间距。