DE102014117767A1 - Halbleitervorrichtung mit rekombinationsbereich - Google Patents

Halbleitervorrichtung mit rekombinationsbereich Download PDF

Info

Publication number
DE102014117767A1
DE102014117767A1 DE102014117767.3A DE102014117767A DE102014117767A1 DE 102014117767 A1 DE102014117767 A1 DE 102014117767A1 DE 102014117767 A DE102014117767 A DE 102014117767A DE 102014117767 A1 DE102014117767 A1 DE 102014117767A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
semiconductor device
drift zone
conductivity type
access channel
region
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102014117767.3A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102014117767B4 (de
Inventor
Johannes Laven
Hans-Joachim Schulze
Peter Irsigler
Roman Baburske
Holger Hüsken
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Infineon Technologies AG
Original Assignee
Infineon Technologies AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Infineon Technologies AG filed Critical Infineon Technologies AG
Publication of DE102014117767A1 publication Critical patent/DE102014117767A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102014117767B4 publication Critical patent/DE102014117767B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
    • H01L29/0684—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by the shape, relative sizes or dispositions of the semiconductor regions or junctions between the regions
    • H01L29/0692—Surface layout
    • H01L29/0696—Surface layout of cellular field-effect devices, e.g. multicellular DMOS transistors or IGBTs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
    • H01L29/10—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions with semiconductor regions connected to an electrode not carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
    • H01L29/1095—Body region, i.e. base region, of DMOS transistors or IGBTs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
    • H01L29/0603—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
    • H01L29/0603—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions
    • H01L29/0607—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions for preventing surface leakage or controlling electric field concentration
    • H01L29/0611—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse biased devices
    • H01L29/0615—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse biased devices by the doping profile or the shape or the arrangement of the PN junction, or with supplementary regions, e.g. junction termination extension [JTE]
    • H01L29/0619—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse biased devices by the doping profile or the shape or the arrangement of the PN junction, or with supplementary regions, e.g. junction termination extension [JTE] with a supplementary region doped oppositely to or in rectifying contact with the semiconductor containing or contacting region, e.g. guard rings with PN or Schottky junction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
    • H01L29/0684—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by the shape, relative sizes or dispositions of the semiconductor regions or junctions between the regions
    • H01L29/0688—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by the shape, relative sizes or dispositions of the semiconductor regions or junctions between the regions characterised by the particular shape of a junction between semiconductor regions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/70—Bipolar devices
    • H01L29/72—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
    • H01L29/739—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals controlled by field-effect, e.g. bipolar static induction transistors [BSIT]
    • H01L29/7393—Insulated gate bipolar mode transistors, i.e. IGBT; IGT; COMFET
    • H01L29/7395—Vertical transistors, e.g. vertical IGBT
    • H01L29/7396—Vertical transistors, e.g. vertical IGBT with a non planar surface, e.g. with a non planar gate or with a trench or recess or pillar in the surface of the emitter, base or collector region for improving current density or short circuiting the emitter and base regions
    • H01L29/7397—Vertical transistors, e.g. vertical IGBT with a non planar surface, e.g. with a non planar gate or with a trench or recess or pillar in the surface of the emitter, base or collector region for improving current density or short circuiting the emitter and base regions and a gate structure lying on a slanted or vertical surface or formed in a groove, e.g. trench gate IGBT
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/7801—DMOS transistors, i.e. MISFETs with a channel accommodating body or base region adjoining a drain drift region
    • H01L29/7802—Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors
    • H01L29/7803—Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors structurally associated with at least one other device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/7801—DMOS transistors, i.e. MISFETs with a channel accommodating body or base region adjoining a drain drift region
    • H01L29/7802—Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors
    • H01L29/7811—Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors with an edge termination structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772—Field effect transistors
    • H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/7801—DMOS transistors, i.e. MISFETs with a channel accommodating body or base region adjoining a drain drift region
    • H01L29/7802—Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors
    • H01L29/7813—Vertical DMOS transistors, i.e. VDMOS transistors with trench gate electrode, e.g. UMOS transistors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/86—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
    • H01L29/861—Diodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
    • H01L29/0603—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions
    • H01L29/0642—Isolation within the component, i.e. internal isolation
    • H01L29/0649—Dielectric regions, e.g. SiO2 regions, air gaps
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/16—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table
    • H01L29/1608—Silicon carbide
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/20—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds
    • H01L29/2003—Nitride compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/402—Field plates
    • H01L29/407—Recessed field plates, e.g. trench field plates, buried field plates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/41—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
    • H01L29/423—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions not carrying the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/42312—Gate electrodes for field effect devices
    • H01L29/42316—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors
    • H01L29/4232—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate
    • H01L29/42372—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate characterised by the conducting layer, e.g. the length, the sectional shape or the lay-out
    • H01L29/42376—Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate characterised by the conducting layer, e.g. the length, the sectional shape or the lay-out characterised by the length or the sectional shape

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

Eine Halbleitervorrichtung umfasst einen pn-Übergang (171) zwischen einer Driftzone (120) und einem Ladungsträgertransferbereich (115) in einem Halbleiterkörper (100). Ein Zugangskanal (184) bildet einen permanenten Ladungsträgerpfad, der die Driftzone (120) mit einem Rekombinationsbereich (190) durch einen Trennungsbereich (195) zwischen der Driftzone (120) und dem Rekombinationsbereich (190) verbindet. Der Zugangskanal (184) stellt eine Plasmadichte in der Driftzone (120) und dem Rekombinationsbereich (190) ein.

Description

  • HINTERGRUND
  • Bei einem vorwärts vorgespannten pn-Übergang von Halbleitervorrichtungen, wie Halbleiterdioden, IGFETs (Feldeffekttransistoren mit isoliertem Gate) und IGBTs (Bipolartransistoren mit isoliertem Gate), fluten bewegliche Ladungsträger die Halbleiterbereiche auf beiden Seiten des pn-Übergangs. Wo wenigstens einer dieser Bereiche als eine Driftzone mit vergleichsweise niedriger Fremdstoffkonzentration und vergleichsweise großer Ausdehnung längs einer Stromflussrichtung gebildet ist, bilden die Ladungsträger ein Ladungsträgerplasma. Ein Sperrverzögerungsstrom bzw. Rückwärtserholungsstrom entfernt das Ladungsträgerplasma von der Driftzone, wenn der pn-Übergang von vorwärts vorgespannt nach rückwärts vorgespannt schaltet. Der Sperrverzögerungsstrom trägt zu den dynamischen Schaltverlusten der Halbleitervorrichtung bei. Es ist wünschenswert, Halbleitervorrichtungen mit verbesserten Vorrichtungseigenschaften vorzusehen.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Halbleitervorrichtung anzugeben, welche jeweils den obigen Forderungen genügt.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Halbleitervorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Ein Ausführungsbeispiel bezieht sich auf eine Halbleitervorrichtung mit einem pn-Übergang zwischen einer Driftzone und einem Ladungsträgertransferbereich in einem Halbleiterkörper. Ein Zugangskanal sieht einen permanenten Ladungsträgerpfad vor, der die Driftzone mit einem Rekombinationsbereich durch einen Trennungsbereich zwischen der Driftzone und dem Rekombinationsbereich verbindet.
  • Der Fachmann wird zusätzliche Merkmale und Vorteile nach Lesen der folgenden Detailbeschreibung und Betrachten der begleitenden Zeichnungen erkennen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die beigefügten Zeichnungen sind beigeschlossen, um ein weiteres Verständnis der Erfindung vorzusehen, und sie sind in die Offenbarung der Erfindung einbezogen und bilden einen Teil von dieser. Die Zeichnungen veranschaulichen die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung zum Erläutern von Prinzipien der Erfindung. Andere Ausführungsbeispiele der Erfindung und beabsichtigte Vorteile werden sofort gewürdigt, da sie unter Hinweis auf die folgende Detailbeschreibung besser verstanden werden.
  • 1A ist eine schematische Schnittdarstellung eines Teiles einer Halbleitervorrichtung mit einem pn-Übergang zum Veranschaulichen von Aspekten der Ausführungsbeispiele.
  • 1B ist eine schematische Schnittdarstellung eines Teiles einer Halbleitervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, das auf einen vertikalen pn-Übergang bezogen ist.
  • 1C ist eine schematische Schnittdarstellung eines Teiles der Halbleitervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, das auf einen horizontalen pn-Übergang bezogen ist.
  • 2A ist eine schematische Schnittdarstellung eines Teiles einer Halbleitervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, das auf eine Halbleiterdiode mit Entsättigungszellen an einer Frontseite bezogen ist.
  • 2B ist eine schematische Schnittdarstellung eines Teiles einer Halbleitervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, das auf eine Halbleiterdiode mit Entsättigungszellen an einer Rückseite bezogen ist.
  • 2C ist eine schematische Schnittdarstellung eines Teiles einer Halbleitervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, das auf eine Halbleiterdiode mit Entsättigungszellen an einer Frontseite und einer Rückseite, also an beiden Seiten, bezogen ist.
  • 2D ist eine schematische Schnittdarstellung eines Teiles einer Halbleitervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, das auf eine Halbleiterdiode mit Entsättigungszellen bezogen ist, die elektrisch verbundene Füllteile umfassen.
  • 2E ist eine schematische Schnittdarstellung eines Teiles einer Halbleitervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, das auf eine Halbleiterdiode mit Entsättigungszellen bezogen ist, die eine Lastelektrode verwenden.
  • 2F ist eine schematische Schnittdarstellung eines Teiles einer Halbleitervorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, das auf eine Halbleiterdiode mit Entsättigungszelle an einer Frontseite bezogen ist.
  • 3A ist eine schematische Schnittdarstellung eines Teiles einer Halbleitervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, das auf einen IGFET bezogen ist.
  • 3B ist eine schematische Schnittdarstellung eines Teiles einer Halbleitervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, das auf einen IGBT bezogen ist.
  • 3C ist eine schematische Schnittdarstellung eines Teiles einer Halbleitervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, das auf einen RC-IGBT (rückwärts leitender IGBT) bezogen ist.
  • 4A ist eine schematische Draufsicht eines Halbleiterkörpers einer Halbleiterdiode gemäß einem Ausführungsbeispiel, das gleichmäßig verteilte kompakte Entsättigungszellen vorsieht.
  • 4B ist eine schematische Draufsicht eines Halbleiterkörpers einer Halbleiterdiode gemäß einem Ausführungsbeispiel, das streifenförmige Entsättigungszellen vorsieht.
  • 4C ist eine schematische Draufsicht eines Halbleiterkörpers einer Halbleiterdiode gemäß einem Ausführungsbeispiel, das gitterähnliche Entsättigungszellen vorsieht.
  • 4D ist eine schematische Draufsicht eines Halbleiterkörpers einer Halbleiterdiode gemäß einem Ausführungsbeispiel, das ungleichmäßig verteilte kompakte Entsättigungszellen vorsieht.
  • 5A ist eine schematische Draufsicht eines Halbleiterkörpers einer Halbleitervorrichtung, die gleichmäßig verteilte kompakte Entsättigungs- und Transistorzellen umfasst.
  • 5B ist eine schematische Draufsicht eines Halbleiterkörpers einer Halbleitervorrichtung, die regelmäßig angeordnete Transistor- und Entsättigungszellen umfasst.
  • 5C ist eine schematische Draufsicht eines Halbleiterkörpers einer Halbleitervorrichtung, die gitterförmige Entsättigungszellen und Transistorzellen, die in den Maschen der Entsättigungszelle gebildet sind, umfasst.
  • 5D ist eine schematische Draufsicht eines Halbleiterkörpers einer Halbleitervorrichtung, die eine rahmenähnliche Entsättigungszelle und gleichmäßig verteilte kompakte Transistorzellen umfasst.
  • DETAILBESCHREIBUNG
  • In der folgenden Detailbeschreibung wird Bezug genommen auf die begleitenden Zeichnungen, die einen Teil der Offenbarung bilden und in denen für Veranschaulichungszwecke spezifische Ausführungsbeispiele gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeführt werden kann. Es ist zu verstehen, dass andere Ausführungsbeispiele verwendet und strukturelle oder logische Änderungen gemacht werden können, ohne von dem Bereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Beispielsweise können Merkmale, die für ein Ausführungsbeispiel veranschaulicht oder beschrieben sind, bei oder im Zusammenhang mit anderen Ausführungsbeispielen verwendet werden, um zu noch einem weiteren Ausführungsbeispiel zu gelangen. Es ist beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung derartige Modifikationen und Veränderungen einschließt. Die Beispiele sind mittels einer spezifischen Sprache beschrieben, die nicht als den Bereich der beigefügten Patentansprüche begrenzend aufgefasst werden sollte. Die Zeichnungen sind nicht maßstabsgetreu und dienen lediglich für Veranschaulichungszwecke. Zur Klarheit sind die gleichen Elemente durch entsprechende Bezugszeichen in den verschiedenen Zeichnungen angegebenen, falls nicht etwas anderes festgestellt wird.
  • Die Begriffe "haben", "enthalten", "umfassen", "aufweisen" und ähnliche Begriffe sind offene Begriffe, und diese Begriffe geben das Vorhandensein der festgestellten Strukturen, Elemente oder Merkmale an, schließen jedoch zusätzliche Elemente oder Merkmale nicht aus. Die unbestimmten Artikel und die bestimmten Artikel sollen sowohl den Plural als auch den Singular angeben, falls sich aus dem Zusammenhang nicht klar etwas anderes ergibt.
  • Der Begriff "elektrisch verbunden" beschreibt eine permanente niederohmige Verbindung zwischen elektrisch verbundenen Elementen, beispielsweise einen direkten Kontakt zwischen den betreffenden Elementen oder eine niederohmige Verbindung über ein Metall und/oder einen hochdotierten Halbleiter. Der Begriff "elektrisch gekoppelt" umfasst, dass ein oder mehrere dazwischenliegende Elemente, die für eine Signalübertragung gestaltet sind, zwischen den elektrisch gekoppelten Elementen vorgesehen sein können, beispielsweise Elemente, die steuerbar sind, um zeitweise eine niederohmige Verbindung in einem ersten Zustand und eine hochohmige elektrische Entkopplung in einem zweiten Zustand vorzusehen.
  • Die Figuren veranschaulichen relative Dotierungskonzentrationen durch Angabe von "–" oder "+" nächst zu dem Dotierungstyp "n" oder "p". Beispielsweise bedeutet "n–" eine Dotierungskonzentration, die niedriger ist als die Dotierungskonzentration eines "n"-Dotierungsbereichs, während ein "n+"-Dotierungsbereich eine höhere Dotierungskonzentration hat als ein "n"-Dotierungsbereich. Dotierungsbereiche der gleichen relativen Dotierungskonzentration haben nicht notwendigerweise die gleiche absolute Dotierungskonzentration. Beispielsweise können zwei verschiedene "n"-Dotierungsbereiche die gleichen oder verschiedene absolute Dotierungskonzentrationen haben.
  • 1A zeigt einen Teil einer Halbleitervorrichtung 500, die eine Halbleiterdiode, ein IGFET, beispielsweise ein MOSFET (Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor) in der üblichen Bedeutung einschließlich FETs (Feldeffekttransistoren) mit Metallgates und FETs mit Nicht-Metallgates, oder ein IGBT, beispielsweise ein RB-IGBT (rückwärts sperrender IGBT) oder ein RC-IGBT (rückwärts leitender IGBT), sein kann. Ein Halbleiterkörper 100 der Halbleitervorrichtung 500 ist aus einem einkristallinen Halbleitermaterial, beispielsweise Silizium (Si), Siliziumcarbid (SiC), Germanium (Ge), einem Silizium-Germanium-Kristall (SiGe), Galliumnitrid (GaN) oder Galliumarsenid (GaAs) als Beispiel vorgesehen.
  • Ein pn-Übergang 171 ist in dem Halbleiterkörper 100 zwischen einem Ladungsträgertransferbereich 115 und einer Driftzone 120 vorgesehen, wobei der Ladungsträgertransferbereich 115 einen ersten Leitfähigkeitstyp und die Driftzone 120 einen ersten Leitfähigkeitstyp, der entgegengesetzt zu dem zweiten Leitfähigkeitstyp ist, haben. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der erste Leitfähigkeitstyp ein n-Typ und der zweite Leitfähigkeitstyp ist ein p-Typ. Gemäß anderen Ausführungsbeispielen kann der erste Leitfähigkeitstyp ein p-Typ sein, und der zweite Leitfähigkeitstyp kann ein n-Typ sein.
  • Der Ladungsträgertransferbereich 115 kann ein Anodenbereich einer Halbleiterdiode oder ein Bodybereich einer IGFET-Zelle eines IGFET oder eine IGFET-Zelle sein, die einen Stromfluss durch einen IGBT steuert.
  • Eine Fremdstoff- bzw. Dotierungskonzentration in der Driftzone 120 kann niedriger als eine Fremdstoffkonzentration in dem Ladungsträgertransferbereich 115 sein, so dass sich, wenn der pn-Übergang 171 rückwärts vorgespannt ist, ein Verarmungsbereich hauptsächlich von dem pn-Übergang 171 in die Driftzone 120 ausdehnt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist eine mittlere Fremdstoffkonzentration in dem Ladungsträgertransferbereich 115 wenigstens zehn Mal so hoch wie die Fremdstoffkonzentration in der Driftzone 120. Beispielsweise kann die Fremdstoffkonzentration in der Driftzone 120 höchstens 1 × 1015 (1E15) cm–3, beispielsweise höchstens 1 × 1014 (1E14) cm–3, betragen.
  • Die Halbleitervorrichtung 500 umfasst weiterhin einen Rekombinationsbereich 190 unter einer Abstand zu dem pn-Übergang 171. An einer Oberfläche oder gerade unter der Oberfläche des Rekombinationsbereiches 190 ist eine Rekombinationsrate (Rekombinationsgeschwindigkeit) höher als die Rekombinationsrate an typischen Halbleiter-Isolator-Zwischenflächen. Beispielsweise ist die Rekombinationsgeschwindigkeit an einer perfekten Silizium-Siliziumoxid-Zwischenfläche in dem Bereich von 30 bis 100 cm/s. Bei einer höheren Dichte von Fangstellen an der Silizium-Siliziumoxid-Zwischenfläche kann die Rekombinationsgeschwindigkeit Werte bis zu höchstens 104 cm/s erreichen. Stattdessen ist gemäß einem Ausführungsbeispiel die Oberflächenrekombinationsrate oder Oberflächenrekombinationsgeschwindigkeit des Rekombinationsbereiches 190 wenigstens 0,5% der Sättigungsgeschwindigkeit von Ladungsträgern in dem Halbleiterkörper 100. In einem Fall, in welchem der Halbleiterkörper 100 auf Silizium beruht, kann die Oberflächenrekombinationsgeschwindigkeit wenigstens 5 × 104 (5E04) cm/s, beispielsweise größer als 1 × 105 (1E05) cm/s oder wenigstens 1 × 106 (1E06) cm/s sein.
  • Der Rekombinationsbereich 190 kann aus einem Metall oder einer Metallverbindung, beispielsweise einem leitenden Metallsilizid wie CoSi2, HfSi2, MoSi2, NiSi2, PdSi2, PtSi, TaSi2, TiSi2, WSi2 oder ZrSi2 bestehen oder diese Stoffe enthalten und kann eine hohe Temperaturstabilität aufweisen, so dass der Rekombinationsbereich 190 zu einer frühen Stufe des Herstellungsprozesses vorgesehen werden kann. Gemäß anderen Ausführungsbeispielen kann der Rekombinationsbereich 190 aus Aluminium, beispielsweise Al, AlSi oder AlSiCu bestehen, das in einer wirtschaftlichen Weise abgeschieden bzw. aufgetragen und geätzt werden kann, oder er kann diese Stoffe enthalten.
  • Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen ist der Rekombinationsbereich 190 verzerrtes bzw. verspanntes monokristallines Halbleitermaterial, das beispielsweise durch Auftragen bzw. Abscheiden von amorphem, monokristallinem, mikrokristallinem oder polykristallinem Halbleitermaterial oder durch Implantieren von Fremdstoffen in den Halbleiterkörper 100 bei hohen Implantationsdosen und/oder hoher Implantationsenergie vorgesehen ist, wobei die folgenden Herstellungsprozesse gesteuert sind, um sicherzustellen, dass der geschädigte Kristall die gewünschten Rekombinationseigenschaften in der endgültigen Halbleitervorrichtung 500 beibehält.
  • Der Rekombinationsbereich 190 kann oder kann nicht dielektrisch von leitenden Strukturen isoliert sein, die elektrisch mit Lastanschlüssen der Halbleitervorrichtung 500 verbunden sind. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der Rekombinationsbereich 190 floaten bzw. potentialfrei sein.
  • Ein Trennungsbereich 195 trennt räumlich den Rekombinationsbereich 190 von der Driftzone 120 in dem Halbleiterkörper 100. Der Trennungsbereich 195 kann einen Homoübergang oder einen Heteroübergang mit der Driftzone 120 bilden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel haben der Trennungsbereich 195 und die Driftzone 120 komplementäre Leitfähigkeitstypen. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel haben der Trennungsbereich 195 und die Driftzone 120 den gleichen Leitfähigkeitstyp, wobei die mittlere Nettofremdstoffkonzentration in dem Trennungsbereich 195 wenigstens so hoch wie die Fremdstoffkonzentration in der Driftzone 120 sein kann. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die mittlere Nettofremdstoffkonzentration in dem Trennungsbereich 195 wenigstens zwei Mal, beispielsweise wenigstens zehn Mal so hoch wie die mittlere Fremdstoffkonzentration in der Driftzone 120. Die Fremdstoffkonzentration in dem Trennungsbereich 195 kann in dem Bereich der Fremdstoffkonzentration in dem Ladungsträgertransferbereich 115 oder die gleiche wie diese sein.
  • Ein permanenter Zugangskanal 184 verbindet strukturell den Rekombinationsbereich 190 mit der Driftzone 120 durch den Trennungsbereich 195 und liefert einen hochleitenden Pfad für Minoritätsladungsträger in dem Trennungsbereich 195. Beispielsweise sieht für einen p-Typ-Trennungsbereich 195 der Zugangskanal 184 einen leitenden Kanal für Elektronen vor, und für einen n-Typ-Trennungsbereich 195 sieht der Zugangskanal 184 einen leitenden Pfad für Löcher vor.
  • Der permanente Zugangskanal 184 kann ein dotierter Kanal sein, der stationäre Fremdstoffe eines Typs enthält, die einen Stromfluss der jeweiligen Ladungsträger erlauben. Beispielsweise kann ein n-Typ-Zugangskanal 184 für einen p-Typ-Trennungsbereich 195 Donatoratome enthalten. Ein p-Typ-Zugangskanal 184 für einen n-Typ-Trennungsbereich 195 kann Akzeptoratome enthalten. Die Donator- oder Akzeptoratome können eine Hintergrundfremdstoffkonzentration des Leitfähigkeitstyps des Trennungsbereiches 195 überkompensieren.
  • Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann der permanente Zugangskanal 184 den gleichen Leitfähigkeitstyp wie der Trennungsbereich 195 hinsichtlich der stationären Fremdstoffatome haben, und eine angrenzende Feldstruktur enthält stationäre Ladungsträger, deren elektrisches Feld lokal bewegliche Minoritätsladungsträger des Trennungsbereiches 195 in einem Inversionskanal längs einer Zwischenfläche mit der Feldstruktur ansammelt, wobei der Inversionskanal einen leitenden Pfad für den jeweiligen Ladungsträgertyp vorsieht. Beispielsweise können positive stationäre Ladungsträger in der angrenzenden Feldstruktur Elektronen in einem Inversionskanal ansammeln, der an die teilende Struktur 180 angrenzt und einen Pfad für Elektronen in einem p-Typ-Trennungsbereich 195 vorsieht. Negative stationäre Ladungsträger in der angrenzenden Feldstruktur können Löcher in einem Inversionskanal ansammeln, der an die Feldstruktur angrenzt und einen Pfad für Löcher in einem n-Typ-Trennungsbereich 195 vorsieht, der an die Feldstruktur angrenzt. In jedem Fall bildet der jeweilige Inversionskanal den Zugangskanal 184, der einen permanenten leitenden Pfad für einen Typ von Ladungsträgern zwischen der Driftzone 120 und dem Rekombinationsbereich 190 liefert.
  • Wenn der pn-Übergang 171 vorwärts vorgespannt ist, injiziert der Ladungsträgertransferbereich 115 p-Typ-Ladungsträger (Löcher) in die Driftzone 120, und n-Typ-Ladungsträger (Elektronen) werden in die Driftzone 120 von einer entgegengesetzten Seite injiziert. Die injizierten Ladungsträger bilden ein Ladungsträgerplasma in der Driftzone 120, das einen niedrigen Vorwärtswiderstand im Fall von Halbleiterdioden oder einem niedrigen Einschaltwiderstand im Fall von Halbleiterschaltvorrichtungen wie IGFETs oder IGBTs sicherstellt. Wenn der pn-Übergang 171 von vorwärts vorgespannt nach rückwärts vorgespannt umschaltet, entfernt ein Sperrverzögerungsstrom das Ladungsträgerplasma, wobei die sich ergebenden Sperrverzögerungsverluste bzw. Rückwärtserholungsverluste zu den Schaltverlusten der Halbleitervorrichtung 500 beitragen.
  • Durch Verbinden der Driftzone 120 mit dem Rekombinationsbereich 190 reduziert der Zugangskanal 184 die Ladungsträgerplasmadichte in der Driftzone 120. Wenn der pn-Übergang 171 vorwärts bzw. in Durchlassrichtung vorgespannt ist, sind der Trennungsbereich 195 und der Ladungsträgertransferbereich 115 als Potentialbarrieren für Elektronen in dem Ladungsträgerplasma wirksam, so dass die Wirksamkeit des Rekombinationsbereiches 190 vorherrschend den Eigenschaften des Zugangskanals 184 unterworfen ist. Die Potentialbarriere kann vergleichsweise hoch sein, um den Einfluss des Rekombinationsbereiches 190 auf die Eigenschaften der Halbleitervorrichtung 500 für den vorwärts vorgespannten pn-Übergang 171 zu minimieren. Der Trennungsbereich 195 kann ausreichend hoch dotiert sein, so dass die effektive Rekombinationsrate bei dem Rekombinationsbereich 190 lediglich durch den Minoritätsladungsträgerstrom durch den Zugangskanal 184 begrenzt ist.
  • 1B bezieht sich auf laterale Vorrichtungen, wobei sich der pn-Übergang 171 in einer Ebene senkrecht zu einer ersten Oberfläche 101 des Halbleiterkörpers 100 erstreckt. Der Ladungsträgertransferbereich 115, die Driftzone 120 und der Trennungsbereich 195 können direkt an die erste Oberfläche 101 angrenzen. Eine teilende Struktur 180, beispielsweise eine flache Trench- bzw. Grabenisolation, kann den Ladungsträgertransferbereich 115 von dem Trennungsbereich 195 trennen. Ein n-Typ-Zugangskanal 184 kann an der ersten Oberfläche 101 des Halbleiterkörpers 100 in der vertikalen Projektion des Trennungsbereiches 195 zwischen dem pn-Übergang 171 und dem Rekombinationsbereich 190 gebildet sein.
  • 1C bezieht sich auf vertikale Vorrichtungen, wobei der pn-Übergang 171 in einer Ebene parallel zu einer ersten Oberfläche 101 eines Halbleiterkörpers 100 gebildet ist. Der Ladungsträgertransferbereich 115 sowie der Trennungsbereich 195 können zwischen der ersten Oberfläche 101 und dem pn-Übergang 171 gebildet sein. Eine teilende Struktur 180 kann sich von der ersten Oberfläche 101 herab bis wenigstens zu dem pn-Übergang 171 erstrecken. Der Rekombinationsbereich 190 kann direkt an die teilende Struktur 180 angrenzen. Die teilende Struktur 180 kann stationäre Ladungsträger enthalten, die einen Zugangskanal 184 von Minoritätsladungsträgern in dem Trennungsbereich 195 längs der Zwischenfläche mit der teilenden Struktur 180 induzieren.
  • Alternativ oder zusätzlich kann der Zugangskanal 184 stationäre Fremdstoffe eines Leitfähigkeitstyps enthalten, der entgegengesetzt zu dem Leitfähigkeitstyp des Trennungsbereiches 195 ist. Die Dotierstoff- und/oder Akzeptoratome können durch beispielsweise Plasmaabscheidung, Ionenstrahlimplantation bei Implantationswinkeln, die zu der Normalen um mehr als 3,5° geneigt sind, epitaktisches Wachstum oder Ausdiffusion aus einer festen Phase nach Bilden und vor Füllen von Trenches für die teilenden bzw. Teilungsstrukturen 180 eingeführt werden.
  • Die in 2A gezeigte Halbleitervorrichtung ist eine vertikale Halbleiterdiode 501 mit einer Driftzone 120 des ersten Leitfähigkeitstyps und einem Anodenbereich 115a des zweiten Leitfähigkeitstyps. Der Anodenbereich 115a kann als der Ladungsträgertransferbereich 115 der 1A bis 1C wirksam sein. Der Anodenbereich 115a und die Driftzone 120 bilden einen pn-Übergang 171 parallel zu einer ersten Oberfläche 101 eines Halbleiterkörpers 100. Eine Normale zu der ersten Oberfläche 101 definiert eine vertikale Richtung, und Richtungen parallel zu der ersten Oberfläche 101 sind laterale Richtungen.
  • Eine hoch dotierte Sockelschicht 130 des ersten Leitfähigkeitstyps ist zwischen der Driftzone 120 und einer zweiten Oberfläche 102 entgegengesetzt zu der ersten Oberfläche 101 gebildet. Eine mittlere Fremdstoffkonzentration in der Driftzone 120 kann zwischen 1 × 1012 (1E12) cm und 1 × 1015 (1E15) cm–3 als Beispiel sein. Die Fremdstoffkonzentration in der Sockelschicht 130 kann beispielsweise wenigstens 5 × 1017 (5E17) cm–3 betragen. Ein Abstand zwischen den ersten und zweiten Oberflächen 101, 102 ist einer nominellen Durchbruchspannung unterworfen, für die die Halbleiterdiode 501 ausgelegt ist, und kann größer als 45 µm, beispielsweise wenigstens 90 µm betragen. Hinsichtlich des Materials des Halbleiterkörpers 100 wird Bezug genommen auf die Beschreibung der Halbleitervorrichtung 500 von 1A.
  • Eine erste Lastelektrode 310 ist an der Seite der ersten Oberfläche 101 angeordnet und grenzt direkt an die erste Oberfläche 101 und den Anodenbereich 115a an. Die erste Lastelektrode 310 kann einen Anodenanschluss A der Halbleiterdiode 501 bilden oder elektrisch mit einem solchen verbunden oder gekoppelt sein. Eine zweite Lastelektrode 320 grenzt direkt an die zweite Oberfläche 102 und die Sockelschicht 130 an. Die zweite Lastelektrode 320 kann einen Kathodenanschluss K bilden oder elektrisch mit einem solchen verbunden oder gekoppelt sein.
  • Jede der ersten und zweiten Lastelektroden 310, 320 kann aus Aluminium (Al), Kupfer (Cu) oder Legierungen von Aluminium oder Kupfer, beispielsweise AlSi, AlCu oder AlSiCu bestehen oder diese Stoffe als Hauptbestandteil bzw. Hauptbestandteile enthalten. Gemäß anderen Ausführungsbeispielen kann wenigstens eine Elektrode der ersten und zweiten Lastelektroden 310, 320 als Hauptbestandteil bzw. Hauptbestandteile Nickel (Ni), Titan (Ti), Wolfram (W), Silber (Ag), Gold (Au), Platin (Pt) und/oder Palladium (Pd) enthalten. Beispielsweise kann wenigstens eine Elektrode der ersten und zweiten Lastelektroden 310, 320 zwei oder mehr Unterschichten umfassen, wobei jede Unterschicht einen oder mehrere Stoffe aus Ni, Ti, Ag, Au, Pt, W und Pd als Hauptbestandteil bzw. Hauptbestandteile, beispielsweise ein Silizid, ein Nitrid und/oder eine Legierung, enthält.
  • Die Halbleiterdiode 501 kann eine oder mehrere Entsättigungszellen DC1A, DC1B umfassen, die sich von der ersten Oberfläche 101 in den Halbleiterkörper 100 herab zu wenigstens dem pn-Übergang 171 erstrecken.
  • Jede Entsättigungszelle DC1A, DC1B umfasst einen Rekombinationsbereich 190, der in dem Halbleiterkörper 100 vergraben und unter einem Abstand zu dem pn-Übergang 171 angeordnet ist. Ein Trennungsbereich 195, der den Rekombinationsbereich 190 von dem pn-Übergang 171 trennt, kann die gleiche Fremdstoffkonzentration wie der Anodenbereich 115a haben.
  • Ein Zellisolator 188 kann dielektrisch den Rekombinationsbereich 190 von der ersten Lastelektrode 310 isolieren. Der Zellisolator 188 kann zwischen der ersten Oberfläche 101 und dem Rekombinationsbereich 190 oder wenigstens in Teilen über der ersten Oberfläche 101 sein. Eine Teilungsstruktur 180, die sich von der ersten Oberfläche 101 in den Halbleiterkörper 100 herab zu wenigstens dem pn-Übergang 171 erstreckt, kann einen Füllteil 189 und einen Isolatorteil 185 umfassen, der den Füllteil 189 von dem umgebenden Material des Halbleiterkörpers 100 isoliert.
  • Der Isolatorteil 185 kann einen oder mehrere Unterschichten von dielektrischen Materialien umfassen, wie beispielsweise Siliziumoxid, Siliziumoxynitrid oder Siliziumnitrid. Der Füllteil 189 kann ein oder mehrere dielektrische, intrinsisch halbleitende oder leitende Materialien, beispielsweise dotiertes polykristallines Silizium, umfassen. Leitende Füllteile 189 der Entsättigungszellen DC1A, DC1B können floaten oder können elektrisch miteinander verbunden sein.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel können die Entsättigungszellen DC1A, DC1B rotationssymmetrisch bezüglich einer vertikalen Symmetrieachse sein. Beispielsweise können die lateralen Querschnittsgebiete der Entsättigungszellen DC1A, DC1B Polygone, beispielsweise Hexagone oder Quadrate mit oder ohne gerundete Ecken, oder Kreise sein, wobei der Füllteil 189 den Rekombinationsbereich 190 in allen lateralen Richtungen umgeben kann. Gemäß anderen Ausführungsbeispielen sind die Entsättigungszellen DC1A, DC1B Streifen, die sich in einer lateralen Richtung durch ein aktives Gebiet der Halbleiterdiode 501 erstrecken, wobei ein Paar von Teilungsstrukturen 180 sich auf entgegengesetzten Seiten des streifenförmigen Rekombinationsbereiches 190 erstreckt.
  • Die Entsättigungszellen DC1A, DC1B umfassen permanente Zugangskanäle 184, die strukturell die Rekombinationsbereiche 190 mit der Driftzone 120 durch die Trennungsbereiche 195 verbinden und hochleitende Pfade für Minoritätsladungsträger in dem Trennungsbereich 195 vorsehen. Die Zugangskanäle 184 können direkt an die Rekombinationsbereiche 190 angrenzen. Gemäß anderen Ausführungsbeispielen können stark dotierte Verbindungsbereiche des ersten Leitfähigkeitstyps strukturell die Zugangskanäle 184 jeweils mit dem Rekombinationsbereich 190 verbinden.
  • In dem vorwärts vorgespannten Modus des pn-Übergangs 171 liegt eine positive Spannung an dem Anodenanschluss A, und eine negative Spannung liegt an dem Kathodenanschluss K. Die erste Lastelektrode 310 injiziert Löcher in den Anodenbereich 115a und durch den vorwärts vorgespannten pn-Übergang 171 in die Driftzone 120. Die zweite Lastelektrode 320 injiziert Elektronen durch die Sockelschicht 130 in die Driftzone 120. Das sich ergebende Ladungsträgerplasma hoher Dichte in der Driftzone 120 gewährleistet einen niedrigen Vorwärtswiderstand in der Halbleiterdiode 501.
  • Der Zugangskanal 184 längs der Teilungsstruktur 180 von der Driftzone 120 zu dem jeweiligen Rekombinationsbereich 190 bildet einen leitenden Pfad für Elektronen zwischen dem Rekombinationsbereich 190 und der Driftzone 120. Die hohe Oberflächenrekombinationsrate an dem Rekombinationsbereich 190 reduziert die Ladungsträgerlebensdauer der Elektronen. Als eine Folge reduzieren die Zugangskanäle 184 die Anzahl von Elektronen in der Driftzone 120 und steuern die Ladungsträgerplasmadichte.
  • Wenn die Halbleiterdiode 501 von vorwärts vorgespannt nach rückwärts vorgespannt schaltet, ist die Sperrverzögerungsladung bzw. Rückwärtserholungsladung niedriger als ohne die Entsättigungszellen DC1A, DC1B. Die Halbleiterdiode 501 erreicht den Sperrzustand schneller und bei einem niedrigeren Sperrverzögerungsstrom. Da der Rekombinationsbereich 190 permanent von der ersten Lastelektrode 310 isoliert ist, können die Entsättigungszellen DC1A, DC1B eine hohe Sperrspannung aushalten, und keine Kurzschlussbedingung tritt während eines Übergangs zu dem Sperrmodus auf.
  • Ein Ladungsfluss durch die Zugangskanäle 184 der Entsättigungszellen DC1A, DC1B kann bei einem Vorwärtsstrom durch die Driftzone 120 unter, bei oder jenseits eines maximalen gepulsten Laststroms sättigen, der in dem Datenblatt der betreffenden Vorrichtung für wiederholt gepulste, beispielsweise für periodische Lastströme angegeben ist, wie sie beispielsweise in Gleichrichter- oder Halbbrückenanwendungen auftreten, so dass die relative Entsättigungswirksamkeit für verschiedene Anwendungserfordernisse zugeschnitten werden kann. Für Halbleiterdioden kann der maximale gepulste Laststrom der maximale diodengepulste Strom IFPuls oder der maximale Durchschnittseinschaltstrom IFAVM sein. Bis zu der Sättigung hängt die Anzahl der durch den betreffenden Zugangskanal 184 fließenden Ladungsträger von der Ladungsträgerplasmadichte ab und steigt mit dem Vorwärts- oder Einschaltstrom an. Jenseits der Sättigung verändert sich der Elektronenstrom durch den Zugangskanal 184 nur wenig.
  • Wenn der Ladungsfluss durch den Zugangskanal 184 unterhalb des maximalen gepulsten Laststromes gesättigt ist, ist die relative Entsättigungswirksamkeit für hohe Ströme niedrig, und der Zugangskanal 184 erlaubt eine vergleichsweise hohe Ladungsträgerplasmadichte bei Vorwärts- oder Einschaltströmen nahe bei dem maximalen gepulsten Laststrom. In der gleichen Entsättigungszelle wächst die relative Entsättigungswirksamkeit mit abnehmendem Vorwärtsstrom während eines Ausschaltens an, so dass die Entsättigungswirksamkeit in einer Übergangsphase zwischen den Vorwärts- und Sperrzuständen hoch ist.
  • Wenn der Ladungsfluss durch den Zugangskanal 184 bei dem maximalen gepulsten Laststrom oder jenseits von diesem jedoch unterhalb eines erlaubten Überstroms, beispielsweise des erlaubten Stoßstromes, gesättigt ist, verbleibt die relative Entsättigungswirksamkeit hoch für einen Betrieb bis zum maximalen Nennwert, was in geringen Schaltverlusten über dem gesamten Betriebsbereich resultiert. Gleichzeitig liefert die sich ergebende hohe Ladungsträgerdichte für Überströme eine hohe Stoßstromrobustheit.
  • Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel umfasst die Halbleiterdiode 501 erste Entsättigungszellen DC1A mit einem Entsättigungsstrom unterhalb des maximalen gepulsten Laststroms, um Schaltverluste zu reduzieren, und zweite Entsättigungszellen DC1B mit einem Entsättigungsstrom jenseits des maximalen gepulsten Laststroms, um die Stoßstromrobustheit zu verbessern.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst die Halbleiterdiode Entsättigungszellen, deren n-Typ-Zugangskanäle Tiefpegeldonatoren wie Selen-(Se-) oder Schwefel-(S-)Atome enthalten. Tiefpegeldonatoren sind als Donatoren lediglich bei und oberhalb einer gewissen Mindesttemperatur wirksam. Entsättigungszellen, die Se- und/oder S-Atome enthalten, beginnen ein Reduzieren der Ladungsträgerplasmadichte lediglich bei Temperaturen, die eine lokale hohe Temperaturbedingung anzeigen, beispielsweise Hotspot-Ereignisse, die durch Stromfilamentierungen verursacht sind, welche während eines dynamischen Avalanche- bzw. Lawinendurchbruchs in der Halbleiterdiode 501 auftreten. Entsättigungszellen, die S und/oder Se enthalten, können lokal Hotspot-Ereignissen entgegenwirken.
  • Die Halbleiterdiode 501 kann verschiedene Typen von Entsättigungszellen umfassen, die auf verschiedenen Fremdstofftypen beruhen.
  • Der Zugangskanal 184 kann exklusiv auf einer Seite der Teilungsstruktur 180 gebildet werden, welche dem Rekombinationsbereich 190 gegenüberliegt, oder kann weitere Teile längs der Teilungsstruktur 180 umfassen, wobei der Zellisolator 188 einen Abschnitt aufweisen kann, der einen Leer- bzw. Ruheteil 184x des Zugangskanals 184 blockiert, der sich längs eines äußeren Randes der Teilungsstruktur 180, abgewandt von dem Rekombinationsbereich 190, erstreckt, so dass der Leerteil 184x nicht nachteilhaft die Vorrichtungsparameter beeinträchtigt. Alternativ oder zusätzlich kann sich ein stark dotierter Kanalstopperbereich des zweiten Leitfähigkeitstyps von der ersten Oberfläche 101 in den Anodenbereich 115a längs des äußeren Randes der Teilungsstruktur 180 erstrecken. Alternativ oder zusätzlich kann ein äußerer Abschnitt des Isolatorteils 185, abgewandt von dem Rekombinationsbereich 190, dicker sein als ein innerer Abschnitt, der dem Rekombinationsbereich 190 gegenüberliegt.
  • Die Abwesenheit von jeglicher Steuerstruktur oder jeglichen elektrischen Kontaktes zum Schalten eines Potentials von leitenden Füllteilen 189 der Teilungsstruktur 180 reduziert merklich die Komplexität der Herstellung und erleichtert eine Ausführung der Entsättigungszellen DC sogar an einer Rückseite des Halbleiterkörpers 100 entgegengesetzt zu der ersten Oberfläche 101, wie dies in 2B gezeigt ist.
  • Die Halbleiterdiode 502 von 2B umfasst Entsättigungszellen DC, die auf der Kathodenseite oder Rückseite der Vorrichtung gebildet sind.
  • Teilungsstrukturen 180 von Entsättigungszellen DC erstrecken sich von einer zweiten Oberfläche 102, die zu einer Kathodenelektrode ausgerichtet ist, in einen Halbleiterkörper 100 herab zu wenigstens einem Homoübergang 172 zwischen einer Driftzone 120 und einer Sockelschicht 130 und können einen Füllteil 189 sowie einen Isolatorteil 185, der den Füllteil 189 von dem umgebenden Material des Halbleiterkörpers 100 isoliert, umfassen. Der Füllteil 189 kann von der zweiten Lastelektrode 320 isoliert sein oder kann elektrisch mit der zweiten Lastelektrode 320 verbunden sein. Trennungsbereiche 195 des Leitfähigkeitstyps der Driftzone 120 trennen Rekombinationsbereiche 190 von der Driftzone 120. Hinsichtlich weiterer Einzelheiten wird Bezug genommen auf die Beschreibung von 2A.
  • Für Minoritätsladungsträger in dem Trennungsbereich 195 verbinden permanente Zugangskanäle 184 strukturell die Driftzone 120 mit den Rekombinationsbereichen 190 durch den Trennungsbereich 195 direkt oder durch stark dotierte Verbindungsbereiche des zweiten Leitfähigkeitstyps. Die Zugangskanäle 184 sehen hochleitende Pfade für Löcher durch die n-Typ-Trennungsbereiche 195 vor.
  • Die p-Typ-Zugangskanäle 184 können stationäre Akzeptoratome enthalten, welche eine die Trennungsbereiche 195 definierende n-Typ-Hintergrundfremdstoffkonzentration überkompensieren können.
  • Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann der permanente Zugangskanal 184 den gleichen Leitfähigkeitstyp wie der Trennungsbereich 195 hinsichtlich der stationären Fremdstoffatome haben, und die Teilungsstrukturen 180 können negative stationäre Ladungsträger enthalten, die Löcher in einem Inversionskanal des n-Typ-Trennungsbereiches ansammeln, der an die Teilungsstruktur 180 angrenzt. Die Zugangskanäle 184 bilden permanente leitende Pfade für Löcher zwischen den Driftzonen 120 und den Rekombinationsbereichen 190.
  • Da für niederohmige Metall-zu-Halbleiter-Kontakte eine Fremdstoffkonzentration in einem n-Typ-Halbleiterteil höher ist als eine Fremdstoffkonzentration in einem p-Typ-Halbleiterteil, ist die Kathodenemitterwirksamkeit typischerweise höher als die Anodenwirksamkeit. Als ein Ergebnis sind die Entsättigungszellen DC auf der Kathodenseite hochwirksam. Alternative Techniken zum Reduzieren der Trägerlebensdauer auf Kosten eines gesteigerten Leckstroms können ausgelassen werden, beispielsweise ein Diffundieren von Platin-(Pt-)Atomen in den Halbleiterkörper 100.
  • Eine in 2C gezeigte Halbleiterdiode 503 kombiniert Entsättigungszellen DC auf einer Front- bzw. Vorderseite, wie dies anhand von 2A beschrieben ist, und Entsättigungszellen DC2 auf einer Rück- oder Hinterseite, wie dies anhand von 2B beschrieben ist. Die Entsättigungszellen DC1 auf der Frontseite können in der Größe, Populationsdichte und/oder interner Konfiguration von den Entsättigungszellen DC2 auf der Rückseite verschieden sein.
  • Anders als die Teilungsstruktur 180 der Halbleiterdiode 501 von 2A umfasst die Teilungsstruktur 180 der Entsättigungszellen DC in einer in 2D gezeigten Halbleiterdiode 504 einen leitenden Füllteil 189, beispielsweise aus einem hochdotierten polykristallinen Siliziummaterial, das elektrisch mit der ersten Lastelektrode 310 verbunden sein kann, welche als die Anodenelektrode wirksam ist, so dass Teilungsstrukturen 180 als Kompensationsstrukturen wirksam sein können.
  • Die Halbleiterdiode 505 in 2E entlädt die Elektronen des Ladungsträgerplasmas direkt zu der ersten Lastelektrode 310, um dadurch die Plasmadichte vor den Anodenbereichen 115a zu reduzieren. Ein Vorwärtsspannungsabfall nimmt zu bei niedrigen Vorwärtsströmen, die eine geringere Dichte von freien Ladungen vor dem Anodenbereich 115a und eine niedrige Emitterwirksamkeit anzeigen. Der Vorwärtsspannungsabfall nimmt ab für hohe Vorwärtsströme infolge eines hohen Pegels an freien Ladungsträgern und einer hohen Emitterwirksamkeit. Die Halbleiterdiode 505 zeigt eine invertierte Injektionsabhängigkeit der Emitterwirksamkeit mit geringer Effizienz bei niedrigen Vorwärtsströmen und hoher Effizienz bei hohen Vorwärtsströmen, wohingegen herkömmliche mit p-Dotierung gesteuerte Dioden einen starken Abfall der Emitterwirksamkeit bzw. -effizienz mit zunehmendem Vorwärtsstrom aufgrund mehr Rekombination in dem Anodenbereich 115a aufweisen. In dem Sperrmodus können die Zugangskanäle 184 vollständig verarmt sein.
  • 2F veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Trennungsbereich 195 den Leitfähigkeitstyp der Driftzone 120 hat. In diesem Fall sind die Zugangskanäle 184 Lochkanäle, beispielsweise p-dotierte Zonen längs der Teilungsstrukturen 180 oder Inversionskanäle, die durch ein elektrisches Feld gebildet sind, das durch die Teilungsstrukturen 180 erzeugt ist.
  • Die in 3A gezeigte Halbleitervorrichtung ist ein vertikaler IGFET 511 mit Transistorzellen TC, die Gateelektroden 150 umfassen, die in Trench- bzw. Grabenstrukturen angeordnet sind, die sich von der ersten Oberfläche 101 in den Halbleiterkörper 100 erstrecken. Die Trenchstrukturen können oder können nicht Feldelektroden 160 zwischen den Gateelektroden 150 und der zweiten Oberfläche 102 umfassen, wobei Felddielektrika 202 die Feldelektroden 160 von den Gateelektroden 150 und dem Halbleiterkörper 100 isolieren. Die Feldelektroden 160 können floaten bzw. potentialfrei sein oder können elektrisch mit einem Feldelektrodenpotential verbunden sein, das ein Sourcepotential sein kann, das an einer Sourceelektrode liegt.
  • Der Halbleiterkörper 100 umfasst Sourcebereiche 110 eines ersten Leitfähigkeitstyps, die direkt an die erste Oberfläche 101 angrenzen. Bodybereiche 115b, die als der Ladungsträgertransferbereich 115 der Halbleitervorrichtung der 1A bis 1C wirksam sind, trennen die Sourcebereiche 110 von der Driftzone 120. Kontaktstrukturen 305 erstrecken sich durch Öffnungen in einer dielektrischen Struktur 220 in den Halbleiterkörper 100, um elektrisch die erste Lastelektrode 310 mit den Sourcebereichen 110 und den Bodybereichen 115b, also beiden Bereichen, zu verbinden.
  • Die erste Lastelektrode 310 kann ein Sourceanschluss S der Halbleitervorrichtung 500 sein oder kann mit einem solchen elektrisch gekoppelt oder verbunden sein. Eine zweite Lastelektrode 320 kann ein Drainanschluss D sein oder elektrisch mit einem solchen verbunden sein. Die Gateelektroden 150 der Transistorzellen TC sind elektrisch miteinander verbunden und können elektrisch mit einem Gateanschluss G verbunden oder gekoppelt sein.
  • Entsättigungszellen DC, wie diese anhand von 2A beschrieben sind, können unter Transistorzellen TC innerhalb eines aktiven Gebietes 610 der Halbleitervorrichtung 500 eingestreut sein. Gemäß anderen Ausführungsbeispielen sind die Entsättigungszellen DC hauptsächlich oder exklusiv längs eines Übergangsbereiches 650 zwischen dem aktiven Gebiet 610 und einem Randgebiet 690 gebildet, das frei von jeglichen Transistorzellen ist und das direkt an eine äußere Oberfläche des Halbleiterkörpers 100 angrenzt, die die ersten und zweiten Oberflächen 101, 102 verbindet.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel können die Entsättigungszellen DC Verbindungsbereiche 182 des ersten Leitfähigkeitstyps umfassen, die strukturell die Rekombinationsbereiche 190 und die Zugangskanäle 184 verbinden. Die Verbindungsbereiche 182 können den Sourcebereichen 110 hinsichtlich Gestalt und Fremdstoffdosis entsprechen. Die Rekombinationsbereiche 190 können längs Vorsprüngen 221 de dielektrischen Struktur 220 gebildet sein, die sich in den Halbleiter 100 erstrecken und aus einem Füllen von Gräben, die zusammen mit Kontakttrenches für die Kontaktstrukturen 305 gebildet sein können, mit dem Material der dielektrischen Struktur 220 resultieren. Die Vorsprünge 221 können sich in die Trennungsbereiche 195 erstrecken und können die gleiche Tiefe wie die Gräben für die Kontaktstrukturen 305 haben. Gemäß anderen Ausführungsbeispielen können sich die Vorsprünge 221 tiefer in den Halbleiterkörper 100 als die Kontaktstrukturen 305 erstrecken, oder die Mesas mit den Rekombinationsbereichen 190 sind weniger hoch als die Mesas mit den Sourcebereichen 110, so dass die Rekombinationsbereiche 190 enger zu der Driftzone 120 sind als die Kontaktstrukturen 305.
  • Die Entsättigungszellen DC reduzieren die in der Driftzone 120 erzeugte Plasmadichte im Ein-Zustand der Transistorzellen TC und verbessern die Schalteigenschaften des IGFET 511. Ein Abgleich zwischen statischen und dynamischen Verlusten kann verbessert und auf die Anwendungserfordernisse zugeschnitten werden.
  • Ein Ladungsfluss durch die Zugangskanäle 184 der Entsättigungszellen DC kann einen Drainstrom durch die Driftzone 120 unter, bei oder jenseits einem maximalen gepulsten Laststrom sättigen, der in dem Datenblatt des betreffenden IGFET 511 spezifiziert bzw. angegeben ist, so dass die relative Entsättigungswirksamkeit für verschiedene Anwendungserfordernisse zugeschnitten werden kann, wie dies in Einzelheiten anhand 2A beschrieben ist. Für IGFETs ist der maximale gepulste Laststrom der gepulste Drainstrom ID,puls.
  • In 3B ist die dargestellte Halbleitervorrichtung ein IGBT 512, wobei Bodyzonen 115b von Transistorzellen TC als Ladungsträgertransferbereiche 115 in dem Sinn von 1A bis 1C wirksam sind. Eine erste Lastelektrode 310, die elektrisch mit den Sourcebereichen 110 und den Bodybereichen 115b, also beiden Bereichen, verbunden sein kann, kann einen Emitteranschluss E bilden oder elektrisch mit einem solchen gekoppelt oder verbunden sein. Die Sockelschicht 130 ist von einem Leitfähigkeitstyp entgegengesetzt zu demjenigen der Driftzone 120, beispielsweise ein p-Typ in dem Fall des dargestellten n-Kanal-IGBT. Eine zweite Lastelektrode 320, die direkt an die Sockelschicht 130 angrenzt, kann einen Kollektoranschluss C bilden oder elektrisch mit einem solchen verbunden sein. Gateelektroden 150 der Transistorzellen TC und Gatedielektrika 205, die dielektrisch die Gateelektroden 150 von dem Halbleiterkörper 100 isolieren, können in Trenches bzw. Gräben angeordnet sein, die sich von der ersten Oberfläche 101 in den Halbleiterkörper 100 wenigstens herab zu dem pn-Übergang 171 erstrecken. Die Gateelektroden 150 können elektrisch miteinander verbunden sein und können elektrisch mit einem Gateanschluss G gekoppelt oder verbunden sein.
  • Die Bodybereiche 115b können Streifen sein, die sich längs einer lateralen Richtung erstrecken. Für jede Transistorzelle TC erstreckt sich wenigstens eine Gateelektrode 150 auf einer lateralen Seite des Bodybereiches 115b. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind Gateelektroden 150 auf entgegengesetzten Seiten des Bodybereiches 115b angeordnet. Andere Ausführungsbeispiele können Transistorzellen mit rotationssymmetrischen lateralen Querschnittsgebieten vorsehen, wobei die Querschnittsgebiete Polygone, beispielsweise Hexagone oder Quadrate mit oder ohne gerundete Ecken oder ein Kreis oder eine Ellipse sein können.
  • Der IGBT 512 umfasst Entsättigungszellen DC, wie oben beschrieben ist. Die Querschnittsgebiete der Entsättigungszellen DC und der Transistorzellen TC können die gleiche Querschnittsgestalt haben. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel haben die Entsättigungs- und Transistorzellen DC, TC die gleiche Querschnittsgestalt und das gleiche Querschnittsgebiet. Leer- oder Ruhebereiche 175 können zwischen den Entsättigungszellen DC und den Transistorzellen TC gebildet sein. Die Leerbereiche 175 können den Leitfähigkeitstyp der Trennungs- und Bodybereiche 181, 115b haben.
  • Eine dielektrische Struktur 220 kann direkt an die erste Oberfläche 101 angrenzen und kann die Rekombinationsbereiche 190 von der ersten Lastelektrode 310 und/oder anderen Metallstrukturen, die auf einer Oberfläche der dielektrischen Struktur 220 entgegengesetzt zu dem Halbleiterkörper 100 angeordnet sind, isolieren. Die dielektrische Struktur 220 kann die Leerbereiche 175 von leitenden Strukturen isolieren, die an der Seite der ersten Oberfläche 101 angeordnet sind.
  • Die Entsättigungszellen DC reduzieren die in der Driftzone 120 erzeugte Plasmadichte in dem Ein-Zustand der Transistorzellen TC und verbessern die Schalteigenschaften des IGBT 512 analog zu dem IGFET von 3A.
  • Ein Ladungsfluss durch die Zugangskanäle 184 der Entsättigungszellen DC kann bei einem Kollektorstrom durch die Driftzone 120 unter, bei oder jenseits einem maximalen gepulsten Laststrom sättigen, der in dem Datenblatt eines betreffenden IGBT 512 angegeben ist, so dass die relative Entsättigungswirksamkeit bzw. -effizienz für verschiedene Anwendungserfordernisse zugeschnitten werden kann, wie dies in Einzelheiten anhand von 2A beschrieben ist. Für IGBTs ist der maximale gepulste Laststrom der gepulste Kollektorstrom IC,puls.
  • 3C bezieht sich auf einen RC-IGBT 513 mit der Sockelschicht 130, die erste Zonen 131 des ersten Leitfähigkeitstyps und zweite Zonen 132 des zweiten Leitfähigkeitstyps umfasst.
  • Die zweite Lastelektrode 320 grenzt direkt an die ersten und zweiten Zonen 131, 132, also an beide Zonen, an. Keiner, einige oder alle Leerbereiche 175 können elektrisch mit der ersten Lastelektrode 310 verbunden sein. Für weitere Einzelheiten wird Bezug genommen auf die Beschreibung des IGBT 512 in 3B.
  • Der RC-IGBT 513 umfasst eine integrierte Freilaufdiode mit den ersten Zonen 131 der Sockelschicht 130, wirksam als ein Kathodenbereich, und den Bodybereichen 150b sowie, falls anwendbar, Leerbereichen 175, die mit der ersten Lastelektrode 310 verbunden sind, wirksam als ein Anodenbereich. Der RC-IGBT 513 ist in einem vorwärts vorgespannten Modus, wenn der pn-Übergang 171 zwischen dem Bodybereich 115b und der Driftzone 120 rückwärts vorgespannt ist, und der RC-IGBT leitet einen Strom nur dann, wenn ein geeignetes Gatepotential an die Gateelektrode 150 angelegt ist. In dem rückwärts vorgespannten Modus leitet die integrierte Freilaufdiode des RC-IGBT einen Strom unabhängig von einer an die Gateelektroden 150 angelegten Spannung.
  • In dem rückwärts vorgespannten Modus des RC-IGBT 513 ist der interne pn-Übergang 171 vorwärts vorgespannt, und die Driftzone 120 ist mit beweglichen Ladungsträgern geflutet. Die Ladungsträger müssen von der Driftzone 120 abgeführt werden, wenn der RC-IGBT von dem rückwärts vorgespannten Modus oder Diodenmodus zu einem vorwärts sperrenden Modus schaltet. Die Entsättigungszellen DC führen einen merklichen Teil der beweglichen Ladungsträger ab. Die Verbindung des Rekombinationsbereiches 190 zu der Driftzone 120 beeinflusst nicht nachteilhaft die Sperreigenschaften des RC-IGBT 513. Wenn die Halbleitervorrichtung 500 als ein Schalter in einer Halbbrückenkonfiguration verwendet wird, können Kurzschlussbedingungen vermieden werden.
  • Ein Ladungsfluss durch die Zugangskanäle 184 der Entsättigungszellen DC kann bei einem Rückwärtsstrom durch die Driftzone 120 unter, bei oder jenseits einem maximalen gepulsten Laststrom, der für die Rückwärtsdiode in dem Datenblatt des betreffenden RC-IGBT 513 ausgelegt ist, sättigen, so dass die relative Entsättigungswirksamkeit für verschiedene Anwendungserfordernisse zugeschnitten werden kann, wie dies in Einzelheiten anhand von 2A beschrieben ist. Für die Rückwärtsdiode von RC-IGBTs ist der maximale gepulste Laststrom der diodengepulste Strom IF,puls.
  • Die 4A bis 4D beziehen sich auf die Anordnung von Entsättigungszellen DC in Halbleiterdioden.
  • 4A zeigt kompakte Entsättigungszellen DC, wobei beide lateralen Dimensionen merklich kleiner sind als die entsprechenden lateralen Dimensionen eines aktiven Gebietes 610 eines Halbleiterkörpers 100 der Halbleitervorrichtung 500. Der Halbleiterkörper 100 umfasst ein aktives Gebiet 610 und ein Randgebiet 690 zwischen dem aktiven Gebiet 610 und einer äußeren Oberfläche 103 des Halbleiterkörpers 100. Das Randgebiet 690, das frei von jeglichem Anodenbereich ist, umgibt das aktive Gebiet 610, das den (die) Anodenbereich(e) umfasst.
  • Die kompakten Entsättigungszellen DC können in regelmäßig beabstandeten Zeilen und Spalten, ausgerichtet längs der Ränder oder längs der Diagonalen des rechteckförmigen Halbleiterkörpers 100 angeordnet sein. Die Entsättigungszellen DC können angenähert identisch sein. Eine Populationsdichte der Entsättigungszellen DC kann homogen über dem gesamten aktiven Gebiet 610 sein, wobei die Entsättigungszellen DC identische Zugangskanäle 184 haben können. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann ein Ladungsträgerstrom in den Entsättigungszellen DC mit abnehmendem Abstand zu dem Randgebiet zunehmen. Beispielsweise können die Entsättigungszellen DC verschiedene Breiten haben. Beispielsweise können die Zugangskanäle 184 der Entsättigungszellen DC enger zu dem Randgebiet 690 weiter sein als die Zugangskanäle 184 der Entsättigungszellen DC weiter entfernt zu dem Randgebiet 690.
  • Gemäß anderen Ausführungsbeispielen kann die Populationsdichte der Entsättigungszellen DC niedriger in einem zentralen Teil des aktiven Gebietes 610 und dichter in einem äußeren Teil des aktiven Gebietes 610, angrenzend an das Randgebiet 690, sein, um eine dynamische Robustheit zu steigern und die Temperaturverteilung in der Halbleitervorrichtung zu verbessern.
  • 4B zeigt streifenförmige Entsättigungszellen DC, die unter einem regelmäßigen Mitte-zu-Mitte-Abstand (Teilung) angeordnet und längs einem Rand der äußeren Ränder des Halbleiterkörpers 100 ausgerichtet sind.
  • 4C zeigt eine gitterförmige Zelle DC mit einer Vielzahl von Unterteilen des in den Maschen gebildeten Anodenbereiches 115b. Die Größe der Maschen kann homogen über dem gesamten aktiven Gebiet 610 sein oder kann mit abnehmendem Abstand zu dem Randgebiet 690 abnehmen.
  • In 4D sind kompakte Entsättigungszellen DC bei einer geringeren Populationsdichte in einem zentralen Teil des aktiven Gebiets 610 und einer höheren Populationsdichte in Teilen des aktiven Gebiets 610, ausgerichtet zu dem Randgebiet 690, angeordnet.
  • Die 5A bis 5D beziehen sich auf die Anordnung von Transistorzellen TC und Entsättigungszellen DC für IGFETs und IGBTs einschließlich RC-IGBTs.
  • 5A bezieht sich auf eine Anordnung von Transistorzellen TC und Entsättigungszellen DC in einem regelmäßigen, matrixähnlichen Muster in gleich beabstandeten Zeilen und Spalten. Längs jeder Zeile und längs jeder Spalte können die Entsättigungs- und Transistorzellen DC, TC abwechselnd angeordnet sein. Abgesehen von den äußersten Entsättigungs- und Transistorzellen DC, TC kann jede Transistorzelle TC an vier Entsättigungszellen DC und umgekehrt angrenzen. Die Anordnung kann ähnlich zu einem Schachbrettmuster sein, wobei Transistorzellen TC den weißen Feldern und die Entsättigungszellen DC den schwarzen Feldern zugewiesen sind. Gemäß anderen Ausführungsbeispielen können die äußersten Zeilen und Spalten, die an das Randgebiet 690 angrenzen, mehr Entsättigungszellen DC als Transistorzellen TC umfassen, um die Entsättigung in dem Randgebiet 690 zu unterstützen.
  • 5B bezieht sich auf streifenförmige Transistor- und Entsättigungszellen TC, DC, die sich parallel zu einem der Ränder des Halbleiterkörpers 100 erstrecken und die unter regelmäßigen Teilungen angeordnet sein können.
  • 5C zeigt eine Entsättigungszelle DC, die ein Gitter bildet, wobei die Transistorzellen TC in den Maschen angeordnet sind. Ein anderes Ausführungsbeispiel kann das invertierte Muster vorsehen, wobei eine Transistorzelle das Gitter bildet und die Entsättigungszellen in den Maschen des Gitters vorgesehen sind.
  • 5D zeigt regelmäßig angeordnete kompakte Transistorzellen TC in einem zentralen Teil des aktiven Gebietes 610 und eine rahmenähnliche Entsättigungszelle DC, die in einem äußeren Teil 619 des aktiven Gebietes 610, ausgerichtet zu dem Randgebiet 690, angeordnet ist.
  • Ein Herstellen einer Halbleitervorrichtung der Ausführungsbeispiele der 2B und 2C umfasst ein Bilden einer Driftzone und eines Ladungsträgertransferbereiches in einem Halbleitersubstrat, wobei die Driftzone und der Ladungsträgertransferbereich einen pn-Übergang bilden. Ein Rekombinationsbereich und ein Trennungsbereich zwischen dem Rekombinationsbereich und der Driftzone werden gebildet. Ein Zugangskanal wird gebildet, der einen permanenten Ladungsträgerpfad vorsieht, der den Rekombinationsbereich und den Trennungsbereich verbindet. Entsättigungszellen, die die Rekombinationsbereiche und Zugangskanäle umfassen, können an einer Vorder- bzw. Front- und/oder einer Rückseite des Halbleitersubstrats gebildet sein.
  • Obwohl spezifische Ausführungsbeispiele hier veranschaulicht und beschrieben sind, ist es für den Fachmann selbstverständlich, dass eine Vielzahl von alternativen und/oder äquivalenten Gestaltungen für die spezifischen gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispiele herangezogen werden kann, ohne von dem Bereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Diese Anmeldung soll jegliche Anpassungen oder Veränderungen der hier diskutierten spezifischen Ausführungsbeispiele abdecken. Daher ist beabsichtigt, dass diese Erfindung lediglich durch die Patentansprüche und deren Äquivalente begrenzt ist.

Claims (20)

  1. Halbleitervorrichtung, umfassend: einen pn-Übergang (171), der zwischen einer Driftzone (120) und einem Ladungsträgertransferbereich (115) in einem Halbleiterkörper (100) gebildet ist, einen Rekombinationsbereich (190) und einen Zugangskanal (184), der gestaltet ist, um einen permanenten Ladungsträgerpfad zu bilden, der den Rekombinationsbereich (190) mit der Driftzone (120) durch einen Trennungsbereich (195) zwischen dem Rekombinationsbereich (190) und der Driftzone (120) verbindet.
  2. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, bei der eine Oberflächenrekombinationsgeschwindigkeit der Rekombinationsstruktur wenigstens 0,5% der Sättigungsgeschwindigkeit der Ladungsträger in dem Halbleiterkörper (100) ist.
  3. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der eine Oberflächenrekombinationsgeschwindigkeit der Rekombinationsstruktur wenigstens 5 × 104 cm/s ist.
  4. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiterhin umfassend: eine Teilungsstruktur (180), die sich von einer Oberfläche (101) des Halbleiterkörpers (100) durch den Trennungsbereich (195) herab zu wenigstens der Driftzone (120) erstreckt und direkt an den Zugangskanal (184) angrenzt.
  5. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 4, bei der der Trennungsbereich (195) einen Leitfähigkeitstyp hat, der komplementär zu einem Leitfähigkeitstyp der Driftzone (120) ist, der Zugangskanal (184) den Leitfähigkeitstyp der Driftzone (120) hat, und die Teilungsstruktur (180) sich von einer ersten Oberfläche (101) in die Driftzone (120) erstreckt.
  6. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 4, bei der der Trennungsbereich (195) einen Leitfähigkeitstyp der Driftzone (120) hat, der Zugangskanal (184) einen Leitfähigkeitstyp entgegengesetzt zu einem Leitfähigkeitstyp der Driftzone (120) hat, und die Teilungsstruktur (180) sich von einer zweiten Oberfläche (102) in die Driftzone (120) erstreckt.
  7. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 4, bei der ein erster Trennungsbereich (195) einen Leitfähigkeitstyp komplementär zu einem Leitfähigkeitstyp der Driftzone (120) hat, ein erster Zugangskanal (184) den Leitfähigkeitstyp der Driftzone (120) hat, eine erste Teilungsstruktur (180) sich von einer ersten Oberfläche (101) in die Driftzone (120) erstreckt, ein zweiter Trennungsbereich (195) einen Leitfähigkeitstyp der Driftzone (120) hat, ein zweiter Zugangskanal (184) einen Leitfähigkeitstyp entgegengesetzt zu einem Leitfähigkeitstyp der Driftzone (120) hat, und eine zweite Teilungsstruktur (180) sich von einer zweiten Oberfläche (102) in die Driftzone (120) erstreckt.
  8. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei der die Teilungsstruktur (180) aus dielektrischen und/oder intrinsischen Halbleitermaterialien besteht.
  9. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei der die Teilungsstruktur (180) ein leitendes Material (189) umfasst, das dielektrisch von Elektroden (310, 320) der Halbleitervorrichtung (500) isoliert ist.
  10. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei der die Teilungsstruktur (180) ein leitendes Material (189) umfasst, das elektrisch mit einer Elektrode (310, 320) der Halbleitervorrichtung (500) verbunden ist.
  11. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der der Zugangskanal (184) einen Leitfähigkeitstyp entgegengesetzt zu einem Leitfähigkeitstyp des Trennungsbereiches (195) hat.
  12. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei der der Zugangskanal (184) einen Leitfähigkeitstyp des Trennungsbereiches (195) hat, und stationäre Ladungen in der Teilungsstruktur (180) ein elektrisches Feld induzieren, das freie Ladungsträger eines Ladungsträgertyps entsprechend dem leitenden Typ entgegengesetzt zu dem Leitfähigkeitstyp des Ladungsträgertransferbereiches (115) längs der Teilungsstruktur (180) ansammelt.
  13. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei der der Zugangskanal (184) so gestaltet ist, dass ein Ladungsfluss durch den Zugangskanal (184) bei einem Laststrom durch die Driftzone (120) über einem maximalen gepulsten Laststrom gesättigt ist.
  14. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei der der Zugangskanal (184) so gestaltet ist, dass ein Ladungsfluss durch den Zugangskanal (184) bei einem Laststrom durch die Driftzone (120) unter einem maximalen gepulsten Laststrom gesättigt ist.
  15. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei der Zugangskanäle (184) von ersten Entsättigungszellen (DC) so gestaltet sind, dass ein Ladungsfluss durch die Zugangskanäle (184) bei einem Laststrom durch die Driftzone (120) über einem maximalen gepulsten Laststrom gesättigt ist, und Zugangskanäle (184) von zweiten Entsättigungszellen (DC) so gestaltet sind, dass ein Ladungsfluss durch den Zugangskanal (184) bei einem Laststrom durch die Driftzone (120) unterhalb des maximalen gepulsten Laststromes gesättigt ist.
  16. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bei der der Rekombinationsbereich (190) Metallatome enthält.
  17. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei der der Zugangskanal (184) Tiefpegeldonatoren enthält.
  18. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, bei der der Zugangskanal (184) und der Rekombinationsbereich (190) eine Entsättigungszelle (DC) bilden und die Halbleitervorrichtung (500) weiterhin eine Vielzahl von Entsättigungszellen (DC) umfasst, die in einem aktiven Gebiet (610) angeordnet sind, und ein Ladungsträgerstrom in den Entsättigungszellen (DC) mit abnehmendem Abstand zu einem Randgebiet (690) zunimmt, das ein aktives Gebiet (610) umgibt und frei von Entsättigungszellen (DC) ist.
  19. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, bei der die Halbleitervorrichtung (500) eine Diode ist, und der Ladungsträgertransferbereich (115) elektrisch mit einer Lastelektrode (310, 320) verbunden ist.
  20. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, weiterhin umfassend: Feldeffekttransistorzellen (TC) einschließlich Sourcebereichen (110), die elektrisch mit einer Lastelektrode (310) verbunden sind, und wobei der Ladungsträgertransferbereich (115) Bodybereiche (115b) umfasst, die die Sourcebereiche (110) von der Driftzone (120) trennen.
DE102014117767.3A 2013-12-11 2014-12-03 Halbleitervorrichtung mit rekombinationsbereich Active DE102014117767B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/102,883 2013-12-11
US14/102,883 US9419080B2 (en) 2013-12-11 2013-12-11 Semiconductor device with recombination region

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102014117767A1 true DE102014117767A1 (de) 2015-06-11
DE102014117767B4 DE102014117767B4 (de) 2021-08-05

Family

ID=53185453

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102014117767.3A Active DE102014117767B4 (de) 2013-12-11 2014-12-03 Halbleitervorrichtung mit rekombinationsbereich

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9419080B2 (de)
CN (1) CN104716168B (de)
DE (1) DE102014117767B4 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015111347A1 (de) * 2015-07-14 2017-01-19 Infineon Technologies Ag Entsättigbare halbleitervorrichtung mit transistorzellen und hilfszellen
DE102016112018A1 (de) * 2016-06-30 2018-01-04 Infineon Technologies Ag Leistungshalbleitervorrichtung mit vollständig verarmten Kanalregionen

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100117117A1 (en) * 2008-11-10 2010-05-13 Infineon Technologies Ag Vertical IGBT Device
US9024413B2 (en) * 2013-01-17 2015-05-05 Infineon Technologies Ag Semiconductor device with IGBT cell and desaturation channel structure
US9543389B2 (en) * 2013-12-11 2017-01-10 Infineon Technologies Ag Semiconductor device with recombination region
US9419080B2 (en) 2013-12-11 2016-08-16 Infineon Technologies Ag Semiconductor device with recombination region
CN107078155B (zh) * 2015-01-13 2020-07-07 富士电机株式会社 半导体装置及其制造方法
DE102015117994B8 (de) 2015-10-22 2018-08-23 Infineon Technologies Ag Leistungshalbleitertransistor mit einer vollständig verarmten Kanalregion
JP6635900B2 (ja) * 2016-09-13 2020-01-29 株式会社東芝 半導体装置
JP6988175B2 (ja) * 2017-06-09 2022-01-05 富士電機株式会社 炭化珪素半導体装置および炭化珪素半導体装置の製造方法
DE102018106992B3 (de) * 2018-03-23 2019-07-04 Infineon Technologies Ag Siliziumcarbid halbleiterbauelement
JP2020034521A (ja) * 2018-08-31 2020-03-05 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 受光素子および測距システム

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6037628A (en) * 1997-06-30 2000-03-14 Intersil Corporation Semiconductor structures with trench contacts
GB9826291D0 (en) * 1998-12-02 1999-01-20 Koninkl Philips Electronics Nv Field-effect semi-conductor devices
DE10060428B4 (de) 2000-12-05 2006-07-06 Infineon Technologies Ag Mittels Feldeffekt steuerbares in beide Richtungen sperrendes Halbleiterbauelement und Verfahren zu dessen Herstellung
JP4823435B2 (ja) 2001-05-29 2011-11-24 三菱電機株式会社 半導体装置及びその製造方法
JP2006245243A (ja) * 2005-03-02 2006-09-14 Fuji Electric Device Technology Co Ltd 半導体装置およびその製造方法
DE102009047808B4 (de) 2009-09-30 2018-01-25 Infineon Technologies Austria Ag Bipolares Halbleiterbauelement und Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterdiode
US20120261746A1 (en) 2011-03-14 2012-10-18 Maxpower Semiconductor, Inc. Double-Trench Vertical Devices and Methods with Self-Alignment Between Gate and Body Contact
JP2013235891A (ja) 2012-05-07 2013-11-21 Denso Corp 半導体装置
US8921931B2 (en) 2012-06-04 2014-12-30 Infineon Technologies Austria Ag Semiconductor device with trench structures including a recombination structure and a fill structure
US9214521B2 (en) * 2012-06-21 2015-12-15 Infineon Technologies Ag Reverse conducting IGBT
US9362349B2 (en) * 2012-06-21 2016-06-07 Infineon Technologies Ag Semiconductor device with charge carrier lifetime reduction means
US8710620B2 (en) 2012-07-18 2014-04-29 Infineon Technologies Ag Method of manufacturing semiconductor devices using ion implantation
US9024413B2 (en) 2013-01-17 2015-05-05 Infineon Technologies Ag Semiconductor device with IGBT cell and desaturation channel structure
US9245984B2 (en) 2013-01-31 2016-01-26 Infineon Technologies Ag Reverse blocking semiconductor device, semiconductor device with local emitter efficiency modification and method of manufacturing a reverse blocking semiconductor device
US9337827B2 (en) 2013-07-15 2016-05-10 Infineon Technologies Ag Electronic circuit with a reverse-conducting IGBT and gate driver circuit
US9209109B2 (en) 2013-07-15 2015-12-08 Infineon Technologies Ag IGBT with emitter electrode electrically connected with an impurity zone
US9666663B2 (en) 2013-08-09 2017-05-30 Infineon Technologies Ag Semiconductor device with cell trench structures and contacts and method of manufacturing a semiconductor device
US9076838B2 (en) 2013-09-13 2015-07-07 Infineon Technologies Ag Insulated gate bipolar transistor with mesa sections between cell trench structures and method of manufacturing
US9082629B2 (en) 2013-09-30 2015-07-14 Infineon Technologies Ag Semiconductor device and method for forming a semiconductor device
US9147727B2 (en) 2013-09-30 2015-09-29 Infineon Technologies Ag Semiconductor device and method for forming a semiconductor device
US9105679B2 (en) 2013-11-27 2015-08-11 Infineon Technologies Ag Semiconductor device and insulated gate bipolar transistor with barrier regions
US9385228B2 (en) 2013-11-27 2016-07-05 Infineon Technologies Ag Semiconductor device with cell trench structures and contacts and method of manufacturing a semiconductor device
US9543389B2 (en) 2013-12-11 2017-01-10 Infineon Technologies Ag Semiconductor device with recombination region
US9419080B2 (en) 2013-12-11 2016-08-16 Infineon Technologies Ag Semiconductor device with recombination region

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015111347A1 (de) * 2015-07-14 2017-01-19 Infineon Technologies Ag Entsättigbare halbleitervorrichtung mit transistorzellen und hilfszellen
US9899478B2 (en) 2015-07-14 2018-02-20 Infineon Technologies Austria Ag Desaturable semiconductor device with transistor cells and auxiliary cells
DE102015111347B4 (de) * 2015-07-14 2020-06-10 Infineon Technologies Ag Entsättigbare halbleitervorrichtung mit transistorzellen und hilfszellen
DE102016112018A1 (de) * 2016-06-30 2018-01-04 Infineon Technologies Ag Leistungshalbleitervorrichtung mit vollständig verarmten Kanalregionen
DE102016112018B4 (de) * 2016-06-30 2020-03-12 Infineon Technologies Ag Leistungshalbleitervorrichtung mit vollständig verarmten Kanalregionen

Also Published As

Publication number Publication date
DE102014117767B4 (de) 2021-08-05
US20150162406A1 (en) 2015-06-11
CN104716168B (zh) 2018-07-24
CN104716168A (zh) 2015-06-17
US9419080B2 (en) 2016-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102014117767B4 (de) Halbleitervorrichtung mit rekombinationsbereich
DE102014113214B4 (de) Bipolartransistor mit isoliertem gate mit mesaabschnitten zwischen zelltrenchstrukturen und verfahren zur herstellung
DE102010036743B4 (de) Bipolares Halbleiterbauelement, Speed-Diode und Herstellungsverfahren
DE102013211572B4 (de) Halbleiterbauelement mit ladungsträgerlebensdauerreduktionsmitteln
DE112013007772B3 (de) Halbleitervorrichtung
DE102016125879B3 (de) Halbleitervorrichtung mit einer IGBT-Region und einer nicht schaltbaren Diodenregion
DE102014110681B4 (de) Rückwärts leitender igbt und herstellungsverfahren dafür
DE102014117364A1 (de) Halbleitervorrichtung und bipolartransistor mit isoliertem gate mit barrierebereichen
DE102009061851B3 (de) Halbleiterbauelement mit Kanalstoppgraben
DE10207522B4 (de) Halbleiterbauelement und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102014101130B4 (de) Rückwärts sperrende Halbleitervorrichtung, Halbleitervorrichtung mit lokaler Emittereffizienzmodifikation und Methode zur Herstellung einer rückwärtssperrenden Halbleitervorrichtung
DE102019115161A1 (de) Leistungsvorrichtung mit superübergang und schottky-diode
DE102014101164A1 (de) Halbleitervorrichtung mit einem randbereich und verfahren zur herstellung einer halbleitervorrichtung
DE112006003714T5 (de) Ladungsgleichgewichts-Isolierschicht-Bipolartransistor
DE102018103849B4 (de) Siliziumcarbid-Halbleiterbauelement mit einer in einer Grabenstruktur ausgebildeten Gateelektrode
DE102014118208A1 (de) Halbleitervorrichtung mit rekombinationsbereich
DE112011104322T5 (de) Halbleitervorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung
DE102006024504A1 (de) Leistungshalbleiterbauelement mit vertikaler Gatezone und Verfahren zur Herstellung desselben
DE102015102129A1 (de) Halbleitervorrichtung und RC-IGBT mit direkt an eine Rückseitenelektrode angrenzenden Zonen
DE102013105567A1 (de) Halbleitervorrichtung mit Trenchstrukturen
DE102008032547A1 (de) Grabenisoliertes Gate-MOS-Halbleiterbauelement
DE102014101859B4 (de) Superjunction-Halbleitervorrichtung mit Überkompensationszonen und Verfahren zu deren Herstellung
DE112021002169T5 (de) Halbleitervorrichtung
DE102021122335A1 (de) Halbleitervorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung
DE102009044670B4 (de) Bipolares Halbleiterbauelement und Herstellungsverfahren

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R082 Change of representative