通過增強(qiáng)二極管部分(圖8的左側(cè)部分)中的等離子體來(lái)改進(jìn)GCT模式的BGCT的通態(tài)性能，因?yàn)槎O管η緩沖層如圖8所示充當(dāng)器件的二極管部分中的增強(qiáng)層，而沒有對(duì)BGCT的主要阻斷能力的顯著影響。
[0022]由于二極管η緩沖層的引入，分隔區(qū)寬度能夠保持在最小數(shù)。由于從GCT區(qū)擴(kuò)展到GCT模式的專用二極管區(qū)的等離子體，反過來(lái)也是一樣，這允許晶圓面積(其可以示范性的是硅)的更好利用。
[0023]圖9示出發(fā)明RC-GCT和現(xiàn)有技術(shù)RC-GCT的通態(tài)特性。它示出陽(yáng)極電流與陽(yáng)極電壓。與現(xiàn)有技術(shù)RC-GCT相比，由于改進(jìn)的等離子體分布(其在圖8中示出)，發(fā)明RC-GCT由通態(tài)性能看來(lái)是優(yōu)良的。
[0024]通過從屬權(quán)利要求，按照本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)將是顯而易見的。
【附圖說(shuō)明】
[0025]下文中將參照附圖更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的主題，附圖包括:
圖1示出按照現(xiàn)有技術(shù)的BGCT的剖面；
圖2示出發(fā)明RC-GCT的剖面；
圖3和圖4示出其他發(fā)明RC-GCT的剖面；
圖5示出發(fā)明RC-GCT的頂視圖；以及圖6示出另一個(gè)發(fā)明RC-GCT的頂視圖；
圖7示出發(fā)明RC-GCT與現(xiàn)有技術(shù)BGCT相比的門極阻斷特性；以及圖8示出在與經(jīng)過二極管單元和晶閘管單元的軸上的第一主側(cè)平行的平面中的發(fā)明的RC-GCT與現(xiàn)有技術(shù)BGCT相比的通態(tài)特性；以及
圖9示出對(duì)于陽(yáng)極電流與陽(yáng)極電壓、發(fā)明RC-GCT與現(xiàn)有技術(shù)BGCT相比的通態(tài)特性；以及
圖10示出二極管陽(yáng)極層、二極管緩沖層到二極管漂移層的二極管單元中的摻雜剖面。
[0026]在參考標(biāo)號(hào)列表中概括附圖中使用的參考標(biāo)號(hào)及其含意。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)相似或者相似機(jī)能的部件賦予相同參考標(biāo)號(hào)。所述實(shí)施例意在作為示例而不是限制本發(fā)明。
【具體實(shí)施方式】
[0027]圖2示出采取具有晶圓10的反向?qū)üβ拾雽?dǎo)體器件I的形式的發(fā)明半導(dǎo)體器件，晶圓10具有第一側(cè)11以及設(shè)置成與第一主側(cè)11平行的第二主側(cè)15。該器件包括多個(gè)二極管單元96和多個(gè)GCT單元91，其中每個(gè)GCT單元91包括按照下列順序的在第一主側(cè)11與第二主側(cè)15之間的層:
-晶閘管陰極電極2，示范地采取陰極金屬化層的形式，
-η+摻雜晶閘管陰極層4，示范地采取陰極金屬化層的形式，
-P摻雜晶閘管基層6，
-η-摻雜晶閘管漂移層3’，
-η-摻雜晶閘管緩沖層8，
-P+摻雜晶閘管陽(yáng)極層5，以及
-晶閘管陽(yáng)極電極25，示范地采取陽(yáng)極金屬化層的形式。
[0028]每個(gè)GCT單元91還包括門電極7，其設(shè)置成側(cè)向于晶閘管陰極層4并且通過晶閘管基層6與其分隔。在一示范實(shí)施例中，晶閘管緩沖層8具有最多116 cm 3的最大摻雜濃度。層的“側(cè)向”將表示這類層在與第一主側(cè)11平行的平面看來(lái)設(shè)置在彼此的側(cè)向。示范地，晶閘管緩沖層8是與第一主側(cè)11平行的平面中的晶圓的整個(gè)面積之上的連續(xù)緩沖層。晶閘管緩沖層8對(duì)應(yīng)于其中比低摻雜漂移層3中高的摻雜濃度存在但是具有相同導(dǎo)電類型的區(qū)域。
[0029]多個(gè)這類GCT單元91形成反向?qū)ò雽?dǎo)體器件100的GCT部分。
[0030]GCT單元的第一主側(cè)層(S卩，晶閘管陰極層4、晶閘管基層6連同門電極7)可對(duì)齊到所述GCT單元的第二主側(cè)層(即，晶閘管陽(yáng)極層5)。在未對(duì)齊的情況下，設(shè)置成最接近第一主側(cè)層的晶閘管陽(yáng)極層5將屬于同一單元。因此，在未對(duì)齊的情況下，該器件可按照如下方式來(lái)設(shè)計(jì):使得一個(gè)以上第二側(cè)層可分配給單元或者其他一個(gè)第二側(cè)層分配給兩個(gè)單
J L ο
[0031]各二極管單元96包括:二極管陽(yáng)極電極28，示范地采取陽(yáng)極金屬化層的形式；第一主側(cè)11上的P摻雜二極管陽(yáng)極層55，其通過二極管漂移層3與晶閘管基層6分隔；漂移層3 ;第二主側(cè)15上的η+摻雜二極管陰極層45，其與晶閘管陽(yáng)極層5交替設(shè)置；以及二極管陰極電極。二極管陽(yáng)極層55接觸二極管陽(yáng)極電極28。GCT單元的晶閘管陽(yáng)極電極用作二極管單元96的二極管陰極電極。GCT單元的晶閘管陽(yáng)極電極25在第二主側(cè)15上延伸于其中設(shè)置GCT和二極管單元91、96的那個(gè)面積中的晶圓的整個(gè)平面之上。晶閘管陽(yáng)極電極25在這類部分上形成二極管陰極電極，在其上，電極25接觸二極管陰極層45。
[0032]在各二極管單元96中，η摻雜二極管緩沖層32設(shè)置在二極管陽(yáng)極層55與漂移層3之間，使得二極管緩沖層32覆蓋從第一主側(cè)11至少到二極管陽(yáng)極層55的厚度的90%的深度的二極管陽(yáng)極層55的側(cè)向面。二極管緩沖層具有比漂移層高的摻雜濃度。術(shù)語(yǔ)二極管陽(yáng)極層55的“側(cè)向面”將被理解為二極管陽(yáng)極層55的這種部分，其從第一主側(cè)11(晶圓10的表面)延伸到厚度的90%(沿與第一主側(cè)11垂直的方向的二極管陽(yáng)極層的最大延伸)。二極管緩沖層32還可包圍二極管陽(yáng)極層55的更深、中心設(shè)置部分，使得二極管緩沖層32將二極管陽(yáng)極層55與漂移層3分隔。但是，在另一個(gè)實(shí)施例中，二極管緩沖層32可限制到側(cè)向面，即，在二極管陽(yáng)極層55的中心部分，可存在二極管陽(yáng)極層55與漂移層3的接觸。當(dāng)然，二極管緩沖層32也可覆蓋二極管陽(yáng)極層55到超過90% 二極管陽(yáng)極層55厚度的側(cè)向面，但是仍然具有在二極管陽(yáng)極層55的中心部分中開放的到漂移層3的接觸區(qū)。二極管陽(yáng)極層的厚度將被理解為沿與第一主側(cè)11垂直的方向的二極管陽(yáng)極層55的最大延伸。
[0033]二極管陽(yáng)極層55可具有3?30 μm、示范地為10?20 μm或者10?15 μπι的厚度。晶閘管基層6示范地具有厚度，其大于二極管陽(yáng)極層55的厚度，示范地為3至10倍大。在一示范實(shí)施例中，二極管陽(yáng)極層的厚度在20?120 μπι之間。
[0034]二極管陽(yáng)極層55示范地具有在I X 116?1X10 18 cm 3、示范地為5Χ 116?5 X 117 cm 3的范圍中的最大載流子濃度，而晶閘管基層6可具有至少5 X 10 16 cm3、示范地在IX 117?IXlO18 cm 3的范圍中的最大載流子濃度。
[0035]二極管緩沖層32對(duì)應(yīng)于其中比低摻雜漂移層3中高的摻雜濃度存在但是具有相同導(dǎo)電類型的區(qū)域。
[0036]在一示范實(shí)施例中，晶閘管基層6具有比二極管陽(yáng)極層55的最大載流子濃度高的最大載流子濃度。因此，在另一個(gè)實(shí)施例中，晶閘管基層6比二極管陽(yáng)極層55更厚和更高地?fù)诫s。在那種情況下，在二極管陽(yáng)極層中存在較小注入效率，并且因此比具有更深二極管陽(yáng)極層55的器件需要較小使用期限控制。
[0037]在另一個(gè)示范實(shí)施例中，二極管緩沖層32具有最多2X 112 cm 2的表面載流子濃度。二極管緩沖層的表面載流子濃度將對(duì)應(yīng)于在該深度之上、即沿與第一主側(cè)11垂直的方向所集成二極管緩沖層的摻雜濃度。二極管緩沖層32的最大摻雜濃度示范地為最多2 X 116 cm3、示范地為最多2 X 115 cm3。取決于二極管緩沖層32的厚度，適配最大摻雜濃度，并且反之，即，具有更高厚度的二極管緩沖層具有比具有更低厚度(但是更高的最大摻雜濃度)的二極管緩沖層要低的最大摻雜嘗試。
[0038]晶圓中具有低η-摻雜嘗試的那個(gè)部分(其設(shè)置在第一主側(cè)11與第二主側(cè)15之間的平面中)形成漂移層3。漂移層3包括晶閘管漂移層3’和二極管漂移層3”，S卩，晶閘管和二極管漂移層3’、3”示范地具有相同摻雜濃度。它作為連續(xù)層來(lái)形成。漂移層3將