[发明专利]反向导通功率半导体器件

摘要

提供一种反向导通功率半导体。其包括多个二极管单元(312)和多个栅极换流晶闸管(GCT)单元(32)。每个GCT单元(32)包括第一阴极层(34)，其中每个GCT单元(32)的第一阴极层(34)包括至少三个阴极层区域(34a、34b)，其通过基层(35)相互分开，其中在平行于第一主侧面(41)的平面上的正交投影中，阴极层区域(34a、34b)的每个为具有沿着其纵轴的方向上的长度和垂直于纵轴的方向上的宽度(w、w’)的条形，其中在至少一混合部分中二极管单元(312)在横向方向上与GCT单元(32)交替布置，其中在每个GCT单元(32)中，贴近与该GCT单元(32)邻近的二极管单元(312)的两个外部阴极层区域(34b)的每个的宽度(w’)小于位于该GCT单元(32)中的两个外部阴极层区域(34b)之间的任何中间阴极层区域(34a)的宽度(w)。

主权项

1.一种反向导通功率半导体器件，其具有晶片（31），所述晶片（31）具有第一主侧面（41）和布置为平行于所述第一主侧面（41）的第二主侧面（42），所述器件包括多个二极管单元（312）以及多个栅极换流晶闸管单元（32），其中每个栅极换流晶闸管单元（32）按从所述第一主侧面（41）到所述第二主侧面（42）的顺序包括：阴极电极（33）；具有第一导电类型的第一阴极层（34）；具有与所述第一导电类型不同的第二导电类型的基层（35）；具有所述第一导电类型的漂移层（36）的第一部分；具有所述第二导电类型的第一阳极层（38）；以及第一阳极电极（39），其中，每个栅极换流晶闸管单元（32）进一步包括栅电极（310），所述栅电极（310）相对于所述第一阴极层（34）横向布置并且通过所述基层（35）与所述第一阴极层（34）分开，其中每个栅极换流晶闸管单元（32）的所述第一阴极层（34）包括至少三个阴极层区域（34a、34b），所述至少三个阴极层区域（34a、34b）通过所述基层（35）相互分开，其中在平行于所述第一主侧面（41）的平面之上的正交投影中，所述阴极层区域（34a、34b）的每一个为具有在沿着其纵轴的方向上的长度以及在垂直于所述纵轴的方向上的宽度（w、w’）的条形，每个阴极层区域的所述宽度（w、w’）小于其长度，其中每个二极管单元（312）按从所述第一主侧面（41）到所述第二主侧面（42）的顺序包括：第二阳极电极（317）；具有所述第二导电类型的第二阳极层（313）；所述漂移层（36）的第二部分；以及具有所述第一导电类型的第二阴极层（314），其中所述器件包括至少一个混合部分，在混合部分中所述二极管单元（312）的第二阳极层（313）在横向方向上与所述栅极换流晶闸管单元（32）的所述第一阴极层（34）交替布置，从而使得在平行于所述第一主侧面（41）的平面之上的正交投影中，所述混合部分中的每个栅极换流晶闸管单元（32）的所述第一阴极层（34）在所述横向方向上布置于一对第二阳极层（313）之间，所述一对第二阳极层（313）是在所述栅极换流晶闸管单元（32）的相反侧上与所述栅极换流晶闸管单元（32）相邻的两个二极管单元（312）的一对第二阳极层（313），其中所述第二阳极层（313）通过所述第一导电类型的隔离区域（315）与相邻的基层（35）分开，其特征在于：在所述混合部分中，在平行于所述第一主侧面（41）的平面之上的正交投影中，在每个栅极换流晶闸管单元（32）中，两个外部阴极层区域（34b）中的每一个的宽度（w’）小于位于那个栅极换流晶闸管单元（32）中的所述两个外部阴极层区域（34b）之间的任何中间阴极层区域（34a）的宽度（w）。