内燃机点火器半导体器件

摘要

为了提供尽可能低成本的内燃机点火器半导体器件，同时确保能量耐受性和反向浪涌耐受能力。一种IGBT包括在集电电极和栅电极之间的钳位二极管，该IGBT在IGBT的p⁺衬底和n型基极层之间具有不同杂质浓度的两个n型缓冲层，其中该双层缓冲层的总厚度为50μm或更小，而总杂质量为20x10¹³cm^‑2或更小。

主权项

一种内燃机点火器半导体器件，包括：半导体衬底，所述半导体衬底按顺序排列有第一导电型集电层、第二导电型缓冲层和第二导电型基极层，所述第二导电型缓冲层具有杂质浓度比所述第二导电型基极层的杂质浓度高的、设置在所述第二导电型基极层侧的第二缓冲层，以及杂质浓度比所述第二缓冲层的杂质浓度高的、设置在所述第一导电型集电层侧的第一缓冲层，在所述半导体衬底的所述第二导电型基极层的表面层上具有有主电流流过的有源区、邻接于该有源区并用于防止有源区被击穿的控制电路部，所述有源区具有设置在所述半导体衬底的所述第二导电型基极层的表面层上的第一导电型基极区、以及跨过夹在形成于所述第一导电型基极区内的表面层上的第二导电型发射区和第二导电型基极层表面之间的第一导电型基极区的表面上的栅绝缘膜的栅电极；绝缘栅双极型晶体管，所述绝缘栅双极型晶体管包括在第一导电型集电层表面上与集电极、第二导电型基极层以及第二导电型发射区共同接触的发射电极；以及在栅电极和集电极之间的钳位二极管，其栅极侧作为阳极侧，在所述控制电路部上、与所述绝缘栅双极型晶体管位于同一半导体衬底上，具备多个第一导电型的扩散区、以及多个控制电路，所述第一导电型的扩散区与所述发射电极电连接，所述控制电路形成于该扩散区的表面层，并配置成使用来自发射电极的信号检测所述绝缘栅双极型晶体管的异常状态，并通过控制栅极电压来防止绝缘栅双极型晶体管被击穿，其中多个所述扩散区夹着所述第二导电型基极层而分隔开，还具备与所述发射电极相连并将所述控制电路部呈环状地包围的第一导电型的区域，第一缓冲层和第二缓冲层的总厚度为50μm或更小，而两个层的总杂质量为20×10¹³cm^－2或更低。