用于进行电压限制的功率半导体器件和方法以及相应装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于进行电压限制的功率半导体器件和方法以及相应装置。功率半导体器件具有半导体本体，在所述半导体本体中，在从背面开始通往与背面相对置的正面的竖直方向上，接连布置有：第一导电类型的背面的基区，第二导电类型的内部区和第一导电类型的正面的基区；其中背面的基区与背面的电极电接触并且正面的基区与正面的电极电接触；其中至少一个构造为第二导电类型的发射极结构的接通结构至少嵌入到两个基区之一中；其中接通结构可借助至少一个点火结构来接通。正面的电极和背面的电极分别借助能导电的接触盘导电地压力接触。并且接触盘中的至少一个构造成使得，该接触盘充当散热片，用于将在半导体本体中产生的热量从半导体本体中导出来。半导体本体中导出来。半导体本体中导出来。

【技术实现步骤摘要】
用于进行电压限制的功率半导体器件和方法以及相应装置


[0001]本专利技术涉及一种用于进行电压限制的功率半导体器件、一种由两个用于进行电压限制的功率半导体器件构成的装置以及一种由功率变压器和用于进行电压限制的功率半导体器件构成的装置。此外，本专利技术还涉及一种用于借助功率半导体器件来进行电压限制的方法。

技术介绍

[0002]越来越多地在中/高压电网或中/高压系统中采用功率半导体，也就是说在针对大于1kV的电压的高压电网/系统、例如在从1kV直到50kV或者1kV直到60kV的范围内或者超出所述范围的中压电网中采用功率半导体。由于雷击而引起的要求也导致了对耐过电压强度的特别要求。这些要求也在中压系统的型式试验的范围中被检查。例如，在33kV系统中，给系统施加为直至170kV（1.2/50μs）的脉冲电压。标准IEC 60076
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11是实例。直接安装在中压应用中的半导体或功率半导体同样必须通过所述测试。
[0003]在极快速的瞬态故障情况下，也就是说在具有极高的du/dt和过电压的电压瞬态的情况下，对于半导体来说，视运本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于进行电压限制的功率半导体器件（1），其具有半导体本体（2），在所述半导体本体（2）中，在从背面（5）开始通往与所述背面（5）相对置的正面（6）的竖直方向（v）上，接连布置有：第一导电类型（p）的背面的基区（7），与所述第一导电类型（p）互补的第二导电类型（n）的内部区（8）和所述第一导电类型（p）的正面的基区（9）；其中所述背面的基区（7）与背面的电极（11）电接触，并且所述正面的基区（9）与正面的电极（10）电接触；其中至少一个构造为所述第二导电类型（n）的发射极结构的接通结构（12）至少嵌入到两个基区（7，9）之一中，所述接通结构（12）被接触进行嵌入的所述基区（7，9）的所述电极（10，11）电接触；其中所述接通结构（12）能借助至少一个点火结构（13，14，16，AG）来接通，所述至少一个点火结构（13，14，16，AG）以电的方式经由所述半导体本体（2）对所述接通结构（12）产生影响，所述至少一个点火结构（13，14，16，AG）能借助至少一个输送给它的电接通信号来激活；其中至少一个点火结构（13）设置为第一类型的击穿结构，所述第一类型的击穿结构构造成，在附在所述正面的电极（10）与所述背面的电极（11）之间的、形成它的接通信号的高压的情况下，从事先确定的电压大小起被激活，并且至少一个其他的点火结构（14）设置为第二类型的击穿结构，所述第二类型的击穿结构构造成，在附在所述正面的电极（10）与所述背面的电极（11）之间的、形成它的接通信号的高压的情况下，从事先确定的电压陡度（du/dt）起被激活，其特征在于，所述正面的电极（10）和所述背面的电极（11）分别借助能导电的接触盘（22，23）导电地压力接触，在所述正面的电极（10）和所述背面的电极（11）与相对应的所述能导电的接触盘（22，23）之间分别存在接触配合的或者牢固的连接，并且所述接触盘中的至少一个（23）构造成使得，所述接触盘中的至少一个（23）充当散热片，用于将在所述半导体本体（2）中产生的热量从所述半导体本体（2）中导出来。2.根据权利要求1所述的功率半导体器件，其特征在于，激活所述第一类型的所述点火结构（13）的高压的大小处于为所述半导体本体（2）的最大击穿电压的60％直到90％、优选地65％直到85％、还进一步优选地70%直到80%的范围中。3.根据前述权利要求中任一项所述的功率半导体器件，其特征在于，所述第一类型的所述点火结构（13）构造为击穿半导体结构BOD。4.根据前述权利要求中任一项所述的功率半导体器件，其特征在于，所述第一类型的所述点火结构（13）布置在所述半导体本体（2）的中央区域（4）中，并且相对于所述第一类型的所述点火结构（13），在所述半导体本体（2）的径向方向（r）上进一步向外布置所述第二类型的所述点火结构（14）。5.根据前述权利要求中任一项所述的功率半导体器件，其特征在于，在所述半导体本体（2）的径向方向（r）上，在所述至少一个点火结构（13，14）与所述接通结构（12）之间设置有具有至少一个点火级（AG1，AG2，AG3）的点火级结构（AG），并且所述点火级结构（AG）布置成使得，所述至少一个点火结构（13，14）在其激活时经由所述至少一个点火级（AG1，AG2，AG3）的点火来使所述接通结构（12）接通。
6.根据权利要求4或者5所述的功率半导体器件，其特征在于，所述第二类型的所述点火结构（14）布置在所述半导体本体（2）中，使得所述第二类型的所述点火结构（14）在它激活时使所述点火级结构（AG）的所述至少一个点火级（AG1，AG2，AG3）点火。7.根据权利要求5或者6所述的功率半导体器件，其特征在于，所述至少一个点火结构（13，14，16，AG）中的至少一个还为其他的点火结构构造为光敏半导体区域，光信号（15）能作为进行激活的所述接通信号输送给所述光敏半导体区域。8.根据权利要求5至7中任一项所述的功率半导体器件，其特征在于，设置有至少两个点火级（AG1，AG3），其中在一个点火级（AG1）与另一个点火级（AG3）之间布置有横向的限流电阻（R）。9.根据权利要求5至8中任一项所述的功率半导体器件，其特征在于，所述至少一个点火结构（13，14，16，AG）中的至少一个还为其他的点火结构（16）构造为如下电极：电信号（18）能作为进行激活的所述接通信号输送给所述电极，其中构造为电极的所述点火结构（16）是所述至少一个点火级（AG1，AG2，AG3）的点火级电极（16）。10.根据权利要求8或者9所述的功率半导体器件，其特征在于，构造为电极的所述点火结构（16）是所述至少一个点火级（AG1，AG2，AG3）中的如下那个点火级（AG3）的所述点火级电极（16）：所述点火级（AG3）在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：英飞凌科技两极有限两合公司，
类型：发明
国别省市：