RCIGBT、生产RCIGBT的方法和控制半桥电路的方法技术

RC IGBT、生产RC IGBT的方法和控制半桥电路的方法。一种RC IGBT（1）包括具有IGBT区段（1

【技术实现步骤摘要】
RC IGBT、生产RC IGBT的方法和控制半桥电路的方法


[0001]本说明书涉及功率半导体器件的实施例和处理功率半导体器件的方法的实施例。特别地，本说明书涉及RC IGBT的实施例、涉及相应的RC IGBT生产方法的实施例以及涉及操作包括第一RC IGBT和第二RC IGBT的功率半导体半桥电路的方法的实施例。在此描述的RC IGBT配备有至少两种控制电极。

技术介绍

[0002]现代设备在汽车、消费者和工业应用中的许多功能，诸如转换电能和驱动电动机或电机器，依赖于功率半导体开关。例如，仅举几个示例，绝缘栅双极晶体管（IGBT）、金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）和二极管已经用于各种应用，包括但不限于电源和功率转换器中的开关。
[0003]功率半导体器件通常包括半导体本体，该半导体本体被配置成沿着器件的两个负载端子之间的负载电流路径传导正向（forward）负载电流。
[0004]此外，在例如晶体管之类的可控功率半导体器件的情况下，负载电流路径可以借助于通常被称为栅电极的绝缘电极来控制。例如，在从例如驱动器单元接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种RC IGBT（1），包括：
‑
具有IGBT区段（1
‑
21）和二极管区段（1
‑
22）的有源区（1
‑
2）；
‑
半导体本体（10），具有第一侧（110）和第二侧（120）；
‑
在第一侧（110）处的第一负载端子（11）和在第二侧（120）处的第二负载端子（12）；
‑
多个控制沟槽（14、15），沿着第一横向方向（X）彼此平行地布置并且沿着竖直方向（Z）延伸到半导体本体（10）中，其中，多个控制沟槽（14、15）延伸到IGBT区段（1
‑
21）和二极管区段（1
‑
22）两者中；
‑
半导体本体（10）中的多个IGBT台地（17）和多个二极管台地（18），台地（17、18）中的至少一些中的每个沿着第一横向方向（X）被控制沟槽（14、15）中的至少一个横向限制；
‑
在多个控制沟槽（14、15）中，多个IGBT控制电极（141）以及与IGBT控制电极（141）电隔离的多个等离子体控制电极（151），IGBT控制电极（141）和等离子体控制电极（151）中的每个与第一负载端子（11）和第二负载端子（12）两者电隔离；其中：οIGBT区段（1
‑
21）包括IGBT控制电极（141）的第一子集和等离子体控制电极（151）的第一子集两者；ο二极管区段（1
‑
22）包括等离子体控制电极（151）的第二子集。2.根据权利要求1所述的RC IGBT（1），其中，多个IGBT控制电极（141）被配置用于接收IGBT控制信号（13
‑
21），并且其中，多个等离子体控制电极（151）被配置用于接收与IGBT控制信号（13
‑
21）不同的等离子体控制信号（13
‑
22）。3.根据权利要求1或2所述的RC IGBT（1），其中，IGBT控制电极（141）中的每个被布置在与IGBT台地（17）中的一个相邻的控制沟槽（14）中的相应一个中。4.根据前述权利要求之一所述的RC IGBT（1），其中，等离子体控制电极（151）中的每个被布置在与二极管台地（18）中的一个相邻的控制沟槽（15）中的相应一个中。5.根据前述权利要求之一所述的RC IGBT（1），其中，每个IGBT台地（17）包括第一导电类型的源极区（101）和第二导电类型的本体区（102），两者均电连接到第一负载端子（11），其中，本体区（102）将源极区（101）与IGBT台地（17）中的第一导电类型的剩余部分隔离，并且与所述剩余部分形成IGBT台地（17）中的pn结（1021）。6.根据前述权利要求之一所述的RC IGBT（1），其中，二极管区段（1
‑
22）不包括任何IGBT台地（17）。7.根据前述权利要求之一所述的RC IGBT（1），其中，每个二极管台地（18）包括电连接到第一负载端子（11）的第二导电类型的本体区（102），本体区（102）与二极管台地（18）中的第一导电类型的剩余部分形成二极管台地（18）中的pn结（1021）。8.根据前述权利要求之一所述的RC IGBT（1），其中，每个二极管台地（18）没有电连接到第一负载端子（11）的第一导电类型区。9.根据前述权利要求之一所述的RC IGBT（1），包括多个二极管区段（1
‑
22），其中，二极管区段（1
‑
22）中的至少两个中的每个具有沿着第一横向方向（X）的横向延伸，相当于至少在竖直方向（Z）上的漂移区（100）的厚度或相当于至少在竖直方向（Z）上的半导体本体的厚度（d）。10.根据权利要求9所述的RC IGBT（1），其中，所述至少两个二极管区段（1
‑
22）中的每
个还具有沿着第二横向方向（Y）的横向延伸，相当于至少漂移区厚度或相当于至少半导体本体厚度（d）。11.根据前述权利要求之一所述的RC IGBT（1），还包括第一导电类型的势垒区（105），势垒区（105）与二极管区段（1
‑
22）和IGBT区段（1
‑
21）中的至少一个中的本体区（102）对接，并且具有是RC IGBT（1）的漂移区（100）的至少100倍的掺杂剂浓度。12.根据前述权利要求之一所述的RC IGBT（1），其中，IGBT区段（1
‑
21）包括第一子区段（1
‑
211）和第二子区段（1
‑
212），其中，在第二子区段（1
‑
212）中，每个IGBT台地（17）与包括等离子体控制电极（151）中的一个的控制沟槽（14、15）中的至少一个相邻布置，并且其中，在第一子区段（1
‑
211）中，每个IGBT台地（17）与包括等离子体控制电极（151）中的至少一个或IGBT控制电极（141）中的一个的控制沟槽（14、15）中的至少一个相邻布置。13.根据权利要求12所述的RC IGBT（1），其中，第一子区段（1
‑
211）和第二子区段（1
‑
212）两者都具有在第二横向方向（Y）上的横向延伸，相当于至少漂移区厚度或相当于至少半导体本体厚度（d）。14.根据前述权利要求之一所述的RC IGBT（1），还包括，在半导体本体（10）中和在第二侧（120）处，两者
‑
第一导电类型的二极管发射极区（104），形成二极管区段（1
‑
22）的一部分并且在第一横向方向（X）上展现横向延伸，相当于漂移区厚度的至少50%或相当于半导体本体厚度（d）的至少50%的；以及
‑
第二导电类型的IGBT发射极区（103），形成IGBT区段（1
‑
21）的一部分并且在第一横向方向（X）上展现横向延伸，相当于漂移区厚度的至少70%或相当于半导体本体厚度（d）的至少70%。15.一种操作包括根据前述权利要求之一所述的第一RC IGBT（1
‑
A）和根据前述权利要求之一所述的第二RC IGBT（1
‑
B）的功率半导体半桥电路（2）的方法，包括：
‑
向第一RC IGBT（1
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A）的多个IGBT控制电极（141）提供第一IGBT控制信号（13
‑
21A），并且向第一RC IGBT（1
‑
A）的多个等离子体控制电极（151）提供第一等离子体控制信号（13
‑
22A）；以及
‑
向第二RC IGBT（1
‑
B）的多个IGBT控制电极（141）提供第二IGBT控制信号（13
‑
21B），并且向第二RC IGBT（1
‑
B）的多个等离子体控制电极（151）提供第二等离子体控制信号（13
‑
22B）。16.根据权利要求15所述的方法，还包括检测半桥负载电流（I
L
）的方向，并且根据所检测的负载电流方向提供第一等离子体控制信号（1...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：