Patent DE-102009049051-B4 (DE)
Title: Halbleitervorrichtung mit IGBT und FWD auf demselben Substrat
Inventor: KOUNO KENJI
IPC: H01L29/739
Filed: 2009-10-12
Granted: 2021-02-11
Abstract: Halbleitervorrichtung mit:- einem Halbleitersubstrat (10) eines ersten Leitfähigkeitstyps mit einer ersten und einer zweiten Seite;- einem IGBT-Element (12, 15, 18) für einen Stromfluss in einer Dickenrichtung des Substrats (10), wobei das IGBT-Element (12, 15, 18) im Substrat (10) angeordnet ist, der IGBT einen Kollektorbereich (18) eines zweiten Leitfähigkeitstyps aufweist und der Kollektorbereich (18) in einem Oberflächenabschnitt der zweiten Seite des Substrats (10) angeordnet ist;- einem FWD-Element (13, 14b, 19) mit einem Kathodenbereich (19) des ersten Leitfähigkeitstyps, wobei der Kathodenbereich (19) derart in einem anderen Oberflächenabschnitt der zweiten Seite des Substrats (10) angeordnet ist, dass der Kathodenbereich (19) entlang einer parallelen Richtung des Substrats (10) benachbart zum Kollektorbereich (18) angeordnet ist;- einer Basisschicht (11) des zweiten Leitfähigkeitstyps, die auf der ersten Seite des Substrats (10) angeordnet ist;- mehreren Graben-Gate-Strukturen, von denen jede einen Graben auf der ersten Seite des Substrats (10) und über einen Isolierfilm einen leitfähigen Film im Graben aufweist, wobei- die Basisschicht (11) durch die Graben-Gate-Strukturen in mehrere erste und zweite Bereiche (13, 14) unterteilt wird,- die Graben-Gate-Strukturen eine Gate-Elektrode (12) im IGBT-Element (12, 15, 18) aufweisen,- jeder erste Bereich (13) einen Emitterbereich (15) im IGBT-Element (12, 15, 18) aufweist,- jeder Emitterbereich (15) in einem Oberflächenabschnitt des ersten Bereichs (13) angeordnet ist, an die Gate-Elektrode (12) grenzt, den ersten Leitfähigkeitstyp aufweist und eine höhere Störstellenkonzentration als das Substrat (10) aufweist,- jeder zweite Bereich (14) den Emitterbereich (15) nicht aufweist,- jeder erste Bereich (13) zusammen mit dem Emitterbereich (15) elektrisch mit einer Emitter-Elektrode (17) im IGBT-Element (12, 15, 18) verbunden ist,- die ersten Bereiche (13) einen kollektorseitigen ersten Bereich und einen kathodenseitigen ersten Bereich aufweisen,- der kollektorseitige erste Bereich oberhalb des Kollektorbereichs (18) und der kathodenseitige erste Bereich oberhalb des Kathodenbereichs (19) angeordnet ist,- die zweiten Bereiche (14) einen kollektorseitigen zweiten Bereich (14a, 14a1) und einen kathodenseitigen zweiten Bereich (14b, 14b1) aufweisen,- der kollektorseitige zweite Bereich (14a, 14a1) oberhalb des Kollektorbereichs (18) und der kathodenseitige zweite Bereich (14b, 14b1) oberhalb des Kathodenbereichs (19) angeordnet ist,- eine Mehrzahl von Teilen (14b) des kathodenseitigen zweiten Bereichs (14b, 14b1) elektrisch mit der Emitter-Elektrode (17) verbunden ist,- lediglich ein übriger Teil (14b1) des kathodenseitigen zweiten Bereichs (14b, 14b1) ein schwebendes Potential aufweist,- eine Mehrzahl von Teilen (14a) des kollektorseitigen zweiten Bereichs (14a, 14a1) ein schwebendes Potential aufweist, und- lediglich ein übriger Teil (14a1) des kollektorseitigen zweiten Bereichs (14a, 14a1) elektrisch mit der Emitter-Elektrode (17) verbunden ist.