【技术实现步骤摘要】
本说明书涉及功率半导体器件的实施例、生产功率半导体器件的方法的实施例以及操作功率半导体器件的方法的实施例。特别是，本说明书涉及：在半导体本体的第一侧和与第一侧相对的半导体本体的第二侧处具有负载电流控制结构的功率半导体器件，其中在第二侧处的负载电流控制结构可以与在第二侧处的负载电流控制结构不同；对应的生产方法的实施例；和关联的操作方法的实施例。
技术介绍
1、在汽车、消费品和工业应用中的现代设备的许多功能(诸如转换电能以及驱动电马达或电机)依赖于功率半导体开关。例如，列举几个来说，绝缘栅双极晶体管(igbt)、金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)和二极管已经被用于各种应用，包括但不限于电源和功率转换器中的开关。
2、功率半导体器件包括半导体本体，其被配置为传导在器件的两个负载端子之间的沿着负载电流路径的正向负载电流。
3、此外，在可控功率半导体器件(例如，晶体管)的情况下，可以借助于普遍称为栅极电极的绝缘电极控制负载电流路径。例如，在从例如驱动单元接收到对应的控制信号时，控制电极可以将功率半导体器件设置在正向传导状态和阻断状态之一。
4、典型地借助于功率半导体器件的有源区域传导负载电流。有源区域典型地被由芯片的边缘终止的边缘终止区域包围。
5、为了例如与优化开关能量和/或饱和电压有关地在开关期间或在器件的连续导通on(例如，正向传导)或断开off(例如，正向阻断)状态期间在半导体中实现特定的开关行为和/或特定的电荷载流子分布，除了在半导体本体的前侧处的控制电极之外，还可以在背
技术实现思路
1、提出独立权利要求的主题。在从属权利要求中限定示例性实施例的特征。
2、根据实施例，一种功率半导体器件，包括：半导体本体，其耦合到在第一侧处的第一负载端子和相对于竖向方向在与第一侧相对的第二侧处的第二负载端子，其中半导体本体展现沿着竖向方向对应于第一侧与第二侧之间的距离的厚度，并且包括有源区域，其被配置为传导在第一负载端子与第二负载端子之间的负载电流。功率半导体器件还包括：在第一侧处并且与第一负载端子和第二负载端子电隔离，第一控制电极，其用于控制在第一侧处的有源区域中形成的第一半导体沟道结构中的负载电流；和在第二侧处并且与第一负载端子和第二负载端子电隔离，第二控制电极，其用于控制在第二侧处的有源区域中形成的第二半导体沟道结构中的负载电流。在第二侧处并且在属于有源区域而且具有半导体本体厚度的至少30％的横向延伸的毗连修改控制区域amc中，要么不提供第二控制电极，要么第二控制电极在(例如在功率半导体器件的关断期间)将自由电荷载流子移除到功率半导体器件之外方面比在amc外部的第二控制电极低效。
3、根据进一步的实施例，一种功率半导体器件，包括：半导体本体，其耦合到在第一侧处的第一负载端子和相对于竖向方向在与第一侧相对的第二侧处的第二负载端子，其中半导体本体展现沿着竖向方向对应于第一侧与第二侧之间的距离的厚度，并且包括有源区域，其被配置为传导在第一负载端子与第二负载端子之间的负载电流。功率半导体器件还包括：在第一侧处并且与第一负载端子和第二负载端子电隔离，第一控制电极，其用于控制在第一侧处的有源区域中形成的第一半导体沟道结构中的负载电流；和在第二侧处并且与第一负载端子和第二负载端子电隔离，第二控制电极，其用于控制在第二侧处的有源区域中形成的第二半导体沟道结构中的负载电流。第一控制电极被布置在沿着竖向方向从第一侧延伸到半导体本体中的第一控制沟槽中。第二控制电极被相对于竖向方向在第二侧下方的区域中形成为平面电极。
4、根据进一步的实施例，一种生产功率半导体器件的方法包括：形成以下组件：a)半导体本体，其耦合到在第一侧处的第一负载端子和相对于竖向方向在与第一侧相对的第二侧处的第二负载端子，其中半导体本体展现沿着竖向方向对应于第一侧与第二侧之间的距离的厚度，并且包括有源区域，其被配置为传导在第一负载端子与第二负载端子之间的负载电流；b)在第一侧处并且与第一负载端子和第二负载端子电隔离，第一控制电极，其用于控制在第一侧处的有源区域中形成的第一半导体沟道结构中的负载电流，其中第一控制电极被布置在沿着竖向方向从第一侧延伸到半导体本体中的第一控制沟槽中；和c)在第二侧处并且与第一负载端子和第二负载端子电隔离，第二控制电极，其用于控制在第二侧处的有源区域中形成的第二半导体沟道结构中的负载电流，其中第二控制电极被相对于竖向方向在第二侧下方的区域中形成为平面电极。
5、本领域技术人员在阅读以下详细描述并且在查看随附附图时将认识到附加的特征和优点。
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1.一种功率半导体器件(1)，包括：
2.一种功率半导体器件(1)，包括：
3.如权利要求2所述的功率半导体器件(1)，其中在第二侧(120)处并且在属于有源区域(1-2)而且具有半导体本体厚度(d)的至少30％的横向延伸的毗连修改控制区域AMC(125)中，要么
4.如权利要求1或3所述的功率半导体器件(1)，其中AMC(125)具有共计有源区域(1-2)的总水平面积的至少20％的总水平面积。
5.如权利要求1、3或4所述的功率半导体器件(1)，其中在第二侧(120)处，AMC(125)被有源区域(1-2)的其中提供有第二控制电极(141-2)的部分包围，或者相应地被有源区域(1-2)的其中第二控制电极(141-2)在将自由电荷载流子移除到所述功率半导体器件(1)之外方面比在AMC(125)中的第二控制电极(141-2)高效的部分包围。
6.如权利要求1、3、4或5所述的功率半导体器件(1)，其中AMC为半导体本体(10)与第二负载端子(12)之间的负载电流提供路径。
7.如前述权利要求之一所述的功率半导体
8.如前述权利要求之一所述的功率半导体器件(1)，还包括与漂移区域(100)相同导电类型的第二势垒区域(105-2)，其中第二势垒区域(105-2)相对于竖向方向(Z)被布置在第二半导体沟道结构上方和漂移区域(100)下方。
9.如权利要求7或8所述的功率半导体器件(1)，还包括与漂移区域(100)相同导电类型的场停止区域，其中场停止区域被布置在第一势垒区域(105-1)与漂移区域(100)之间和/或漂移区域(100)与第二势垒区域(105-2)之间。
10.如前述权利要求之一所述的功率半导体器件(1)，其中第一半导体沟道结构包括电连接到第一负载端子(11)的第一导电类型的相应的第一源极区域，其中所述第一源极区域(101-1)被布置为与第一控制电极(141-1)相邻。
11.如前述权利要求之一所述的功率半导体器件(1)，其中半导体本体(10)被形成在单个半导体芯片中。
12.如前述权利要求之一所述的功率半导体器件(1)，其中所述功率半导体器件(1)是IGBT，可选地是双向IGBT或反向导通IGBT。
13.如前述权利要求之一所述的功率半导体器件(1)，其中第二半导体沟道结构包括电连接到第二负载端子(12)的第一导电类型的相应的第二源极区域，其中所述第二源极区域(101-2)被布置为与第二控制电极(141-2)相邻。
14.如前述权利要求之一所述的功率半导体器件(1)，其中第一控制电极(141-1)被配置为经受第一控制信号(13-1)，并且其中第二控制电极(141-2)被配置为经受与第一控制信号不同的第二控制信号(13-2)。
15.如权利要求14所述的功率半导体器件(1)，其中第二控制电极(141-2)被附加地提供在第一侧(110)处。
16.一种操作如权利要求13和14或权利要求13和15所述的功率半导体器件(1)的方法，包括：
17.如权利要求16所述的方法，其中与第一控制信号(13-1)的第一值(G1_on)与第二值(G1_off)之间的差异相比，第二控制信号(13-2)的第一值(G2_on)与第二值(G2_off)之间的差异更小。
18.一种生产功率半导体器件(1)的方法，其中所述方法包括形成以下组件：
19.如权利要求18所述的方法，所述方法是关于单个晶片例如单个薄晶片执行的，并且可选地，其中所述方法缺乏晶片接合处理步骤。
20.如权利要求18或19所述的方法，其中所述方法包括，例如在晶片已经被减薄到最终厚度之后和/或在第一侧(110)已经被提供有金属化以用于形成第一负载端子(11)之后，关于第一侧(110)执行的第一方法步骤和关于第二侧(120)执行的随后的第二方法步骤。
21.如前述权利要求18至20之一所述的方法，其中所述方法包括，例如基于低温氧化物LTO处理步骤，在半导体本体(10)与第一负载端子(11)之间和/或在半导体本体(10)与第二负载端子(12)之间形成至少一个隔离层。
22.如前述权利要求18至21之一的方法，其中所述方法包括，基于至少一个激光热退火处理步骤，例如基于熔化激光处理步骤和/或非熔化激光处理步骤，关于半导体本体(10)中的注入区...
【技术特征摘要】
1.一种功率半导体器件(1)，包括：
2.一种功率半导体器件(1)，包括：
3.如权利要求2所述的功率半导体器件(1)，其中在第二侧(120)处并且在属于有源区域(1-2)而且具有半导体本体厚度(d)的至少30％的横向延伸的毗连修改控制区域amc(125)中，要么
4.如权利要求1或3所述的功率半导体器件(1)，其中amc(125)具有共计有源区域(1-2)的总水平面积的至少20％的总水平面积。
5.如权利要求1、3或4所述的功率半导体器件(1)，其中在第二侧(120)处，amc(125)被有源区域(1-2)的其中提供有第二控制电极(141-2)的部分包围，或者相应地被有源区域(1-2)的其中第二控制电极(141-2)在将自由电荷载流子移除到所述功率半导体器件(1)之外方面比在amc(125)中的第二控制电极(141-2)高效的部分包围。
6.如权利要求1、3、4或5所述的功率半导体器件(1)，其中amc为半导体本体(10)与第二负载端子(12)之间的负载电流提供路径。
7.如前述权利要求之一所述的功率半导体器件(1)，还包括与半导体本体(10)的漂移区域(100)相同导电类型的第一势垒区域(105-1)，其中第一势垒区域(105)相对于竖向方向(z)被布置在第一半导体沟道结构下方和漂移区域(100)上方。
8.如前述权利要求之一所述的功率半导体器件(1)，还包括与漂移区域(100)相同导电类型的第二势垒区域(105-2)，其中第二势垒区域(105-2)相对于竖向方向(z)被布置在第二半导体沟道结构上方和漂移区域(100)下方。
9.如权利要求7或8所述的功率半导体器件(1)，还包括与漂移区域(100)相同导电类型的场停止区域，其中场停止区域被布置在第一势垒区域(105-1)与漂移区域(100)之间和/或漂移区域(100)与第二势垒区域(105-2)之间。
10.如前述权利要求之一所述的功率半导体器件(1)，其中第一半导体沟道结构包括电连接到第一负载端子(11)的第一导电类型的相应的第一源极区域，其中所述第一源极区域(101-1)被布置为与第一控制电极(141-1)相邻。
11.如前述权利要求之一所述的功率半导体器件(1)，其中半导体本体(10)被形成在单...
【专利技术属性】
技术研发人员：F·J·桑托斯罗德里格斯，R·巴伯斯克，HJ·舒尔茨，D·施洛格，
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：
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