具有減小振蕩的功率開(kāi)關(guān)模塊及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及具有減小振蕩的功率開(kāi)關(guān)模塊及其制造方法。功率開(kāi)關(guān)模塊包括被設(shè)計(jì)用于額定電流的三端子功率半導(dǎo)體器件以及續(xù)流單元。續(xù)流單元包括集成在具有第一帶隙的第一半導(dǎo)體材料中的pn二極管、和集成在具有比第一帶隙大的第二帶隙的第二半導(dǎo)體材料中的肖特基二極管。肖特基二極管并聯(lián)地電連接到pn二極管。
【專利說(shuō)明】具有減小振蕩的功率開(kāi)關(guān)模塊及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文所描述的實(shí)施例涉及減小振蕩的功率開(kāi)關(guān)模塊，并且涉及用于制造功率開(kāi)關(guān)模塊的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]續(xù)流二極管用于保護(hù)功率半導(dǎo)體器件不受在功率半導(dǎo)體器件開(kāi)關(guān)電感負(fù)載時(shí)產(chǎn)生的電壓尖峰的影響。當(dāng)通過(guò)關(guān)斷活動(dòng)器件而使電感負(fù)載與電源突然斷開(kāi)時(shí)，存儲(chǔ)在電感負(fù)載中的磁能由于電流的突然改變而感生高電壓。續(xù)流二極管提供導(dǎo)電路徑以承載由電感負(fù)載所驅(qū)動(dòng)的電流，這減輕了電流改變并且防止由于感應(yīng)而產(chǎn)生的電壓峰值在功率半導(dǎo)體器件處出現(xiàn)。
[0003]通常，pn 二極管用作續(xù)流二極管。從減小開(kāi)關(guān)損耗的觀點(diǎn)來(lái)看，因?yàn)樾ぬ鼗O管由于與pn 二極管相比明顯更小的存儲(chǔ)電荷量而允許較快的開(kāi)關(guān)，所以肖特基二極管提供了對(duì)Pn 二極管的替代。
[0004]然而，肖特基二極管在例如用作IGBT的續(xù)流二極管時(shí)的快速開(kāi)關(guān)在開(kāi)關(guān)期間產(chǎn)生強(qiáng)烈振蕩。振蕩導(dǎo)致了不期望的電子噪聲。為了減小這樣的振蕩，可以減小IGBT開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)速度，即速率di/dt。然而，這增加了 IGBT內(nèi)的開(kāi)關(guān)損耗。
[0005]鑒于上述，存在改進(jìn)的需要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)實(shí)施例，一種功率開(kāi)關(guān)模塊包括設(shè)計(jì)用于額定電流的三端子功率半導(dǎo)體器件以及續(xù)流單元。續(xù)流單元包括集成在具有第一帶隙的第一半導(dǎo)體材料中的Pn 二極管、以及集成在具有比第一帶隙大的第二帶隙的第二半導(dǎo)體材料中的肖特基二極管。肖特基二極管并聯(lián)地電連接到pn 二極管。pn 二極管能夠操作為在功率半導(dǎo)體器件的額定電流時(shí)具有反向峰值電流，該反向峰值電流是肖特基二極管的電容電流峰值的約0.5到約1.8倍。
[0007]根據(jù)實(shí)施例，一種功率開(kāi)關(guān)模塊包括三端子功率半導(dǎo)體器件以及續(xù)流單元。續(xù)流單元包括集成在具有第一帶隙的第一半導(dǎo)體材料中的pn 二極管、以及集成在具有比第一帶隙大的第二帶隙的第二半導(dǎo)體材料中的肖特基二極管。肖特基二極管并聯(lián)地電連接到pn二極管。Pn 二極管具有總pn結(jié)面積，并且肖特基二極管具有總肖特基結(jié)面積，并且總pn結(jié)面積與總肖特基結(jié)面積之間的比率是從約0.08和0.3。對(duì)于通過(guò)pn 二極管和肖特基二極管的給定的總電流，通過(guò)Pn 二極管的電流與通過(guò)肖特基二極管的電流之間的比率是從約
0.05 和 0.25。
[0008]根據(jù)實(shí)施例，一種功率開(kāi)關(guān)模塊包括三端子功率半導(dǎo)體器件以及續(xù)流單元。續(xù)流單元包括集成在具有第一帶隙的第一半導(dǎo)體材料中的Pn 二極管、與pn 二極管串聯(lián)地電連接的電感器、以及集成在具有比第一帶隙大的第二帶隙的第二半導(dǎo)體材料中的肖特基二極管。肖特基二極管并聯(lián)地電連接到Pn 二極管和電感器。
[0009]根據(jù)實(shí)施例，一種用于制造功率開(kāi)關(guān)模塊的方法包括:提供具有額定電流的三端子功率半導(dǎo)體器件；提供集成在具有第二帶隙的第二半導(dǎo)體材料中的肖特基二極管；提供集成在具有比第二帶隙小的第一帶隙的第一半導(dǎo)體材料中的Pn 二極管，其中pn 二極管在功率半導(dǎo)體器件的額定電流時(shí)具有反向峰值電流，該反向峰值電流是肖特基二極管的電容電流峰值的約0.5到約1.8倍；將肖特基二極管并聯(lián)地電連接到pn 二極管以形成續(xù)流單元；以及將續(xù)流單元電連接到三端子功率半導(dǎo)體器件以形成功率開(kāi)關(guān)模塊。
[0010]本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀以下【具體實(shí)施方式】時(shí)并且在查看附圖時(shí)將認(rèn)識(shí)到附加特征和優(yōu)點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]附圖中的組件不一定是按照比例的，而是強(qiáng)調(diào)圖示本發(fā)明的原理。此外，在附圖中，相似的附圖標(biāo)記指示相應(yīng)的部分。在附圖中:
圖1圖示了根據(jù)實(shí)施例的功率開(kāi)關(guān)模塊；
圖2圖示了根據(jù)實(shí)施例的用作三端子功率半導(dǎo)體器件的IGBT ；
圖3圖示了根據(jù)實(shí)施例的續(xù)流單元；
圖4圖示了根據(jù)實(shí)施例的續(xù)流單元；
圖5圖示了根據(jù)實(shí)施例的續(xù)流單元；
圖6圖示了根據(jù)實(shí)施例的在續(xù)流單元中使用的pn 二極管；
圖7A圖示了圖7B中所示的模塊的電氣符號(hào)，圖7B圖示了根據(jù)實(shí)施例的集成功率開(kāi)關(guān)模塊，其中Pu 二極管被集成在三端子器件中；
圖8A圖示了根據(jù)實(shí)施例的pn 二極管和肖特基二極管的正向特性，并且圖SB圖示了圖8A的一部分的放大視圖；以及
圖9圖示了在具有肖特基二極管的IGBT的開(kāi)關(guān)期間的振蕩行為。

【具體實(shí)施方式】
[0012]在下面的【具體實(shí)施方式】中，參考形成本文的一部分的附圖，并且在附圖中，通過(guò)圖示方式示出了可以實(shí)踐本發(fā)明的特定實(shí)施例。在這方面，參考所描述的附圖的取向來(lái)使用諸如“頂”、“底” “前”、“后”、“在先”、“在后”等的方向術(shù)語(yǔ)。因?yàn)閷?shí)施例的組件可以以不同的取向來(lái)定位，所以方向術(shù)語(yǔ)是出于說(shuō)明目的而使用并且不以任何方式進(jìn)行限制。應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以利用其他實(shí)施例并且可進(jìn)行結(jié)構(gòu)或邏輯改變。因此，下面的詳細(xì)描述不具有限制性意義，并且本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求來(lái)限定。所描述的實(shí)施例使用特定語(yǔ)言，這不應(yīng)當(dāng)被解釋為限制所附權(quán)利要求的范圍。
[0013]本說(shuō)明書中所使用的術(shù)語(yǔ)“橫向”意在描述與半導(dǎo)體襯底的主表面平行的取向。
[0014]本說(shuō)明書中所使用的術(shù)語(yǔ)“豎直”意在描述布置為與半導(dǎo)體襯底的主表面垂直的取向。
[0015]在本說(shuō)明書中，半導(dǎo)體襯底的第二表面被認(rèn)為由下表面或后側(cè)表面形成，而第一表面被認(rèn)為由半導(dǎo)體襯底的上表面、前表面或主表面形成。因此，本說(shuō)明書中使用的術(shù)語(yǔ)“上方”和“下方”描述在考慮到該取向的情況下結(jié)構(gòu)特征與另一結(jié)構(gòu)特征的相對(duì)位置。
[0016]術(shù)語(yǔ)“電連接”和“電連接的”描述兩個(gè)元件之間的歐姆連接。
[0017]接下來(lái)參考圖1來(lái)描述實(shí)施例。圖1圖示了是用于開(kāi)關(guān)諸如電動(dòng)機(jī)的電感負(fù)載的功率開(kāi)關(guān)模塊的半橋。電感負(fù)載以105圖示。兩個(gè)三端子功率半導(dǎo)體器件1la和1lb串聯(lián)連接。在本實(shí)施例中，三端子功率半導(dǎo)體器件1la和1lb是絕緣柵雙極晶體管，每一個(gè)具有柵極端子102a、102b、發(fā)射極端子和集電極端子。發(fā)射極端子和集電極端子分別以E和C圖示。在其他實(shí)施例中，三端子功率半導(dǎo)體器件1la和1lb是MOSFET。在下文中，三端子功率半導(dǎo)體器件1la和1lb分別被稱為第一和第二 IGBT 1la和101b。
[0018]續(xù)流單元反并聯(lián)(ant1-parallel)連接到第一和第二 IGBT 1la和1lb中的每一個(gè)。每個(gè)續(xù)流單元包括集成在第一半導(dǎo)體材料中的至少一個(gè)pn 二極管103a、103b、以及集成在第二半導(dǎo)體材料中的至少一個(gè)肖特基二極管104a、104b。第一半導(dǎo)體材料具有第一帶隙，并且第二半導(dǎo)體材料具有大于第一帶隙的第二帶隙。根據(jù)實(shí)施例，第一半導(dǎo)體材料是硅，并且第二半導(dǎo)體材料是碳化硅。因此，pn 二極管103a、103b是Si pn 二極管，并且肖特基二極管104a、104b是SiC肖特基二極管。在每個(gè)續(xù)流單元中，相應(yīng)肖特基二極管104a、104b并聯(lián)地電連接到pn 二極管103a、103b。pn 二極管提供作為尾電流進(jìn)行流動(dòng)的電荷，以阻尼由于肖特基二極管的電容行為所產(chǎn)生的振蕩。
[0019]圖1中所示的實(shí)施例包括兩個(gè)三端子功率半導(dǎo)體器件1laUOlb和兩個(gè)續(xù)流單元108a、108b，其中續(xù)流單元108a、108b中的相應(yīng)一個(gè)反并聯(lián)地電連接到三端子功率半導(dǎo)體器件101a、1lb中的相應(yīng)一個(gè)。功率半導(dǎo)體器件和續(xù)流單元108a、108b的數(shù)目不限于兩個(gè)。例如，全橋包括四個(gè)功率半導(dǎo)體器件和四個(gè)續(xù)流單元108a、108b。
[0020]pn 二極管103a、103b可以是pin 二極管，該pin 二極管具有與低摻雜或本征漂移區(qū)接觸以形成pn結(jié)的高摻雜陽(yáng)極區(qū)以及與低摻雜或本征漂移區(qū)歐姆接觸的高摻雜陰極區(qū)。下文更詳細(xì)地進(jìn)一步描述pn 二極管103a、103b。
[0021]假定例如第一 IGBT 1la是導(dǎo)電的，而第二 IGBT 1lb處于阻斷模式。然后，電壓源的電壓U主要在IGBT 1lb上下降。忽略小的電壓降也在第一 IGBT 1la的正向模式中發(fā)生。因此，電流i從電壓源(從正到負(fù))通過(guò)第一 IGBT 1la流動(dòng)到導(dǎo)電負(fù)載105。
[0022]在開(kāi)關(guān)期間，第一 IGBT 1la進(jìn)入阻斷狀態(tài)而使第二 IGBT 1lb導(dǎo)電。然后，電感負(fù)載105將與電壓源的正極連接，這意味著電流流動(dòng)通過(guò)導(dǎo)電負(fù)載105。公知的是，電感抵抗流過(guò)其的電流的任何改變，并且嘗試使電流保持流動(dòng)。電流的任何改變，即di/dt，都導(dǎo)致根據(jù)等式(I)的電壓的生成:
di
I# I — L —' (I)0
' iif
[0023]因此，通過(guò)電感負(fù)載105的電流i的改變?cè)趯?shí)際嘗試驅(qū)動(dòng)電流的電感負(fù)載105上感生電壓％。在沒(méi)有任何續(xù)流二極管的情況下，將不存在用于由電感負(fù)載105所驅(qū)動(dòng)的電流的電氣路徑，并且可能比IGBT的額定阻斷電壓高的感生電壓％將在第二 IGBT 1lb上下降并且可能損壞第二 IGBT 1lb0
[0024]包括二極管103a、103b、104a、104b的續(xù)流單元108a、108b提供用于由電感負(fù)載105驅(qū)動(dòng)的電流的路徑。如果負(fù)載105與單元108a并聯(lián)，則108b用作用于由負(fù)載105驅(qū)動(dòng)的電流的續(xù)流路徑。在該情況下，當(dāng)使第一 IGBT 1la從導(dǎo)電狀態(tài)成為阻斷狀態(tài)時(shí)，電流從第一 IGBT 1la “換向”到續(xù)流二極管103b和104b。這避免了在第一 IGBT 1la上的高電壓的生成。
[0025]在電感負(fù)載105的開(kāi)關(guān)期間，可能由于LC諧振器而出現(xiàn)瞬時(shí)振蕩，該LC諧振器由pn 二極管103a的電容、肖特基二極管104a的電容以及圖1中圖示的電子元件之間的電連接所形成的雜散電感106形成。如果負(fù)載105與二極管103b、104b并聯(lián)，這也成立。
[0026]為了避免或減小這些振蕩，pn二極管103a、103b能夠操作為在IGBT 1laUOlb的額定電流時(shí)具有反向峰值電流，該反向峰值電流是肖特基二極管104a、104b的電容電流峰值的約0.5到約1.8倍。在實(shí)施例中，pn 二極管103a、103b的反向峰值電流是肖特基二極管的電容電流峰值的約0.7到約1.5倍。肖特基二極管的電容電流峰值可以基于面積特定的電容來(lái)計(jì)算，這在等式2中給出。下標(biāo)j指示這是金屬半導(dǎo)體結(jié)的電容:
C = 1........￡:￡:^..................(2)
q是元電荷，Nd是肖特基二極管的漂移區(qū)中的摻雜濃度，ε是介電常數(shù)，'是肖特基二極管的金屬半導(dǎo)體結(jié)的結(jié)電壓，并且I是所施加的電壓。SiC中的摻雜濃度Nd可以為Si中的摻雜濃度Nd大約100倍。當(dāng)I是O時(shí)，面積特定的電容h具有其最大值。這導(dǎo)致
CjOPl=⑶。..1 2
[0027]為了計(jì)算電容Cj (0V)，根據(jù)等式(4)，面積特定的電容Cj (OV)乘以肖特基結(jié)的總結(jié)面積A:
Cj(OF) = Cj(OF)-A⑷。
[0028]值& (OV)是每個(gè)肖特基二極管的特性值，并且通常在市售的肖特基二極管的數(shù)據(jù)表中給出。由肖特基二極管的電容所產(chǎn)生的電流峰值I4 peak根據(jù)等式(5)來(lái)給出:
Jfi, peak =Ci(QV)^(5)
'.11 di
其中，du/dt是肖特基二極管上的電壓變化。變化du/dt通常由實(shí)際開(kāi)關(guān)應(yīng)用和用于開(kāi)關(guān)電壓的IGBT來(lái)確定或控制。在下文中，基于圖9給出示例。
[0029]圖9圖示了僅使用肖特基二極管作為續(xù)流二極管的示例。肖特基二極管允許快速開(kāi)關(guān)，但在高速率開(kāi)關(guān)時(shí)引起強(qiáng)烈振蕩。在953處圖示了肖特基二極管上的電壓(120V/div)，而在951處圖示了肖特基二極管的反相二極管電流(50A/div)。這導(dǎo)致了在954處圖示的肖特基二極管的損耗。在952處圖示了 IGBT的柵極電壓(5V/div)。
[0030]如可以從圖9推斷的，du/dt是約30V/ns。用于圖9中圖示的測(cè)量的肖特基二極管具有約754pF的電容Cj (0V)，其給出了與測(cè)量的結(jié)果相關(guān)的約90.48A的電流峰值Id，peak。
[0031]根據(jù)實(shí)施例,每個(gè)續(xù)流單元108a、108b的pn 二極管103a、103b并聯(lián)地連接到相應(yīng)的續(xù)流單元108a、108b的肖特基二極管104a、104b。pn 二極管103a、103b阻尼由于其軟恢復(fù)行為而導(dǎo)致的振蕩。根據(jù)實(shí)施例，根據(jù)等式(6)，pn 二極管103a、103b能夠操作為具有肖特基二極管的電容電流峰值Id，peak的約0.5到約1.8倍(在一些實(shí)施例中約0.7到1.5倍之間)的反向峰值電流Ikpm:

【權(quán)利要求】
1.一種功率開(kāi)關(guān)模塊，包括: 三端子功率半導(dǎo)體器件，所述三端子功率半導(dǎo)體器件被設(shè)計(jì)用于額定電流；以及 續(xù)流單元，所述續(xù)流單元包括集成在具有第一帶隙的第一半導(dǎo)體材料中的pn 二極管、以及集成在具有第二帶隙的第二半導(dǎo)體材料中的肖特基二極管，其中，所述第二帶隙比所述第一帶隙大，其中，所述肖特基二極管并聯(lián)地電連接到所述Pn 二極管，并且 其中，所述pn 二極管能夠操作為在所述功率半導(dǎo)體器件的所述額定電流時(shí)具有反向峰值電流，所述反向峰值電流是所述肖特基二極管的電容電流峰值的約0.5到約1.8倍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率開(kāi)關(guān)模塊，其中，所述三端子功率半導(dǎo)體器件是絕緣柵雙極晶體管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率開(kāi)關(guān)模塊，其中，所述續(xù)流單元反并聯(lián)地連接到所述絕緣柵雙極晶體管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率開(kāi)關(guān)模塊，其中，所述第一半導(dǎo)體材料是硅。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率開(kāi)關(guān)模塊，其中，所述第二半導(dǎo)體材料是碳化硅。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率開(kāi)關(guān)模塊，其中，所述pn二極管包括由P摻雜區(qū)和η摻雜區(qū)形成的pn結(jié)，并且其中，所述P摻雜區(qū)包括比所述η摻雜區(qū)更高密度的復(fù)合中心。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的功率開(kāi)關(guān)模塊，其中，所述復(fù)合中心由植入的氦離子形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的功率開(kāi)關(guān)模塊，其中，所述復(fù)合中心由金摻雜和鉬摻雜中的至少一個(gè)形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率開(kāi)關(guān)模塊，其中，所述續(xù)流單元進(jìn)一步包括與所述pn二極管串聯(lián)連接的電感器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率開(kāi)關(guān)模塊，其中，所述pn二極管包括由P摻雜陽(yáng)極區(qū)和η摻雜漂移區(qū)形成的pn結(jié)，其中，集成在所述P摻雜陽(yáng)極區(qū)中的高P摻雜區(qū)具有比所述P摻雜陽(yáng)極區(qū)高的摻雜濃度。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率開(kāi)關(guān)模塊，其中，所述Pn二極管具有總pn結(jié)面積，并且所述肖特基二極管具有總肖特基結(jié)面積，并且其中，所述總Pn結(jié)面積與所述總肖特基結(jié)面積之間的比率是從約0.08到約0.3。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率開(kāi)關(guān)模塊，其中，所述pn二極管和所述三端子功率半導(dǎo)體器件被集成在單個(gè)半導(dǎo)體本體中。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率開(kāi)關(guān)模塊，進(jìn)一步包括: 第一接合線，所述第一接合線與所述肖特基二極管電連接；以及 第二接合線，所述第二接合線與所述Pn 二極管電連接， 其中，所述第一接合線的長(zhǎng)度是所述第二接合線的長(zhǎng)度的約30%到約200%。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率開(kāi)關(guān)模塊，進(jìn)一步包括: 共同導(dǎo)電引線結(jié)構(gòu)，所述共同導(dǎo)電引線結(jié)構(gòu)電連接到所述功率半導(dǎo)體器件的集電極金屬化和所述肖特基二極管的陰極金屬化，以形成所述功率開(kāi)關(guān)模塊的共集電極端子。
15.—種功率開(kāi)關(guān)模塊,包括: 三端子功率半導(dǎo)體器件；以及 續(xù)流單元，所述續(xù)流單元包括集成在具有第一帶隙的第一半導(dǎo)體材料中的pn 二極管、以及集成在具有第二帶隙的第二半導(dǎo)體材料中的肖特基二極管，其中，所述第二帶隙比所述第一帶隙大，其中，所述肖特基二極管并聯(lián)地電連接到所述Pn 二極管， 其中，所述pn 二極管具有總pn結(jié)面積， 其中，所述肖特基二極管具有總肖特基結(jié)面積， 其中，所述總Pn結(jié)面積與所述總肖特基結(jié)面積之間的比率是從約0.08到約0.3，并且 其中，對(duì)于通過(guò)所述pn 二極管和所述肖特基二極管的給定總電流，通過(guò)所述pn 二極管的電流與通過(guò)所述肖特基二極管的電流之間的比率是從約0.05和0.25。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的功率開(kāi)關(guān)模塊，其中，所述三端子功率半導(dǎo)體器件是絕緣柵雙極晶體管。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的功率開(kāi)關(guān)模塊，其中，所述續(xù)流單元反并聯(lián)地連接到所述絕緣柵雙極晶體管。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的功率開(kāi)關(guān)模塊，其中，所述pn二極管包括由P摻雜區(qū)和η摻雜區(qū)形成的pn結(jié)，并且其中，所述P摻雜區(qū)包括復(fù)合中心。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的功率開(kāi)關(guān)模塊，其中，所述續(xù)流單元進(jìn)一步包括與所述pn二極管串聯(lián)地連接的電感器。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的功率開(kāi)關(guān)模塊，其中，所述pn二極管包括由P摻雜陽(yáng)極區(qū)和η摻雜漂移區(qū)形成的pn結(jié)，其中，集成在所述P摻雜陽(yáng)極區(qū)中的高P摻雜區(qū)具有比所述P摻雜陽(yáng)極區(qū)更高的摻雜濃度。
21.—種功率開(kāi)關(guān)模塊,包括: 三端子功率半導(dǎo)體器件；以及 續(xù)流單元，所述續(xù)流單元包括集成在具有第一帶隙的第一半導(dǎo)體材料中的pn 二極管、與所述pn 二極管串聯(lián)地電連接的電感器、以及集成在具有第二帶隙的第二半導(dǎo)體材料中的肖特基二極管，其中，所述第二帶隙比所述第一帶隙大，并且其中，所述肖特基二極管并聯(lián)地電連接到所述pn 二極管和所述電感器。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的功率開(kāi)關(guān)模塊，其中，所述pn二極管具有總pn結(jié)面積，并且所述肖特基二極管具有總肖特基結(jié)面積，并且其中，所述總Pn結(jié)面積與所述總肖特基結(jié)面積之間的比率是從約0.08到約0.3。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的功率開(kāi)關(guān)模塊，其中，所述三端子功率半導(dǎo)體器件是絕緣柵雙極晶體管。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的功率開(kāi)關(guān)模塊，其中，所述續(xù)流單元反并聯(lián)地連接到所述絕緣柵雙極晶體管。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的功率開(kāi)關(guān)模塊，其中，所述pn二極管包括由P摻雜區(qū)和η摻雜區(qū)所形成的pn結(jié)，并且其中，所述P摻雜區(qū)包括復(fù)合中心。
26.根據(jù)權(quán)利要求21所述的功率開(kāi)關(guān)模塊，其中，所述pn二極管包括由P摻雜陽(yáng)極區(qū)和η摻雜漂移區(qū)形成的pn結(jié)，其中，具有比所述η摻雜漂移區(qū)更高的摻雜濃度的η摻雜陽(yáng)極區(qū)提供在陰極金屬化和所述η摻雜漂移區(qū)之間的歐姆接觸。
27.一種用于制造功率開(kāi)關(guān)器件的方法，包括: 提供具有額定電流的三端子功率半導(dǎo)體器件； 提供集成在具有第二帶隙的第二半導(dǎo)體材料中的肖特基二極管； 提供集成在具有第一帶隙的第一半導(dǎo)體材料中的pn 二極管，其中，所述第一帶隙小于所述第二帶隙，其中，所述Pn 二極管在所述功率半導(dǎo)體器件的所述額定電流時(shí)具有反向峰值電流，所述反向峰值電流是所述肖特基二極管的電容電流峰值的約0.5到約1.8倍；將所述肖特基二極管并聯(lián)地電連接到所述Pn 二極管以形成續(xù)流單元；以及將所述續(xù)流單元電連接到所述三端子功率半導(dǎo)體器件以形成所述功率開(kāi)關(guān)模塊。
【文檔編號(hào)】H01L21/822GK104134663SQ201410094334
【公開(kāi)日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月15日
【發(fā)明者】J.盧茨, H-J.舒爾策 申請(qǐng)人:英飛凌科技股份有限公司