Patent DE-102019125007-B4 (DE)
Title: RC-IGBT mit einem IGBT-Bereich und einem Diodenbereich und Verfahren zur Herstellung eines RC-IGBT
Inventor: BABURSKE ROMAN
IPC: H01L29/739
Filed: 2019-09-17
Granted: 2022-06-30
Abstract: RC-IGBT (1) umfassend:- ein aktives Gebiet (1-2) mit einem IGBT-Bereich (1-21), einem Diodenbereich (1-22) und einem Übergangsbereich (1-23) zwischen dem IGBT-Bereich (1-21) und dem Diodenbereich (1-22), wobei der IGBT-Bereich (1-21) und der Diodenbereich (1-22) aus entgegengesetzten Lateralrichtungen an den Übergangsbereich (1-23) angrenzen;- ein das aktive Gebiet (1-2) umgebendes Randabschlussgebiet (1-3);- einen Halbleiterkörper (10) mit einer Vorderseite (110) und einer Rückseite (120), wobei eine Dicke (d) des Halbleiterkörpers (10) als die Distanz entlang einer Vertikalrichtung (Z) zwischen der Vorderseite (110) und der Rückseite (120) definiert ist, wobei eine gesamte Lateralerstreckung (TLE) des Übergangsbereichs (1-23) zumindest 30 % der Halbleiterkörperdicke (d) beträgt;- mehrere Gräben (14, 15, 16), die jeweils im IGBT-Bereich (1-21), im Diodenbereich (1-22) und im Übergangsbereich (1-23) angeordnet sind, wobei sich jeder Graben (14, 15, 16) von der Vorderseite (110) entlang der Vertikalrichtung (Z) in den Halbleiterkörper (10) erstreckt und eine durch einen Grabenisolator (142, 152, 162) vom Halbleiterkörper isolierte Grabenelektrode (141, 151, 161) umfasst, wobei zwei benachbarte Gräben einen betreffenden Mesa-Abschnitt (17) im Halbleiterkörper (10) definieren;- einen ersten Lastanschluss (11) an der Halbleiterkörpervorderseite (110) und einen zweiten Lastanschluss (12) an der Halbleiterkörperrückseite (120), wobeioder IGBT-Bereich (1-21) zum Leiten eines Vorwärtslaststroms zwischen dem ersten Lastanschluss (11) und dem zweiten Lastanschluss (12) ausgelegt ist; undoder Diodenbereich (1-22) zum Leiten eines Rückwärtslaststroms zwischen dem ersten Lastanschluss (11) und dem zweiten Lastanschluss (12) ausgelegt ist;- einen Steueranschluss (13) zum Steuern des Vorwärtslaststroms, wobei im IGBT-Bereich (1-21) die mittlere Dichte von elektrisch mit dem Steueranschluss (13) verbundenen Grabenelektroden (141) zumindest doppelt so groß ist wie die mittlere Dichte von mit dem Steueranschluss (13) verbundenen Grabenelektroden (141) im Übergangsbereich (1-23),- ein im Halbleiterkörper (10) ausgebildetes und sich jeweils in den IGBT-Bereich (1-21), den Diodenbereich (1-22) und den Übergangsbereich (1-23) erstreckendes Driftgebiet (100) eines ersten Leitfähigkeitstyps;- ein in den Mesa-Abschnitten des Halbleiterkörpers (10) ausgebildetes und sich jeweils in den IGBT-Bereich (1-21), den Diodenbereich (1-22) und den Übergangsbereich (1-23) erstreckendes Bodygebiet (102) eines zweiten Leitfähigkeitstyps, wobei zumindest Abschnitte des Bodygebiets (102) elektrisch mit dem ersten Lastanschluss (11) verbunden sind, und wobei das Bodygebiet (102) pn-Übergänge mit Teilbereichen der Mesa-Abschnitte (17) des ersten Leitfähigkeitstyps zumindest im Übergangsbereich (1-23) ausbildet;wobei:◯ zumindest im Übergangsbereich (1-23) zumindest in Abschnitten der Mesa-Teilabschnitte ein Sperrgebiet (107) der ersten Leitfähigkeit angeordnet ist, das eine Spitzen-Dotierstoffkonzentration aufweist, die zumindest 100-mal größer ist als eine mittlere Dotierstoffkonzentration des Driftgebiets (100), und◯ die mittlere Dotierstoffdosis der Mesa-Teilabschnitte im Übergangsbereich (1-23) um zumindest einen Faktor 1,2 höher als die mittlere Dotierstoffdosis von Mesa-Teilabschnitten im Diodenbereich (1-22) ist.