具有IGBT单元和二极管单元的半导体器件及其设计方法

摘要

一种半导体器件包括：半导体衬底；IGBT单元；以及二极管单元。所述衬底包括第一表面上的第一层、相邻地设置在衬底的第二表面上的第二和第三层、以及夹在第一层与第二和第三层之间的第四层。第一层提供IGBT单元和二极管单元的漂移层。第二层提供IGBT单元的集电极层。第三层提供二极管单元的一个电极连接层。第一层的电阻率ρ1和厚度L1、第四层的电阻率ρ2和厚度L2、以及衬底平面上的第二层的最小宽度的一半W2具有如下关系：(ρ1/ρ2)×(L1.L2/W22)＜1.6。

主权项

一种半导体器件，包括：半导体衬底；IGBT单元，其设置在所述半导体衬底中；以及二极管单元，其设置在所述半导体衬底中，其中所述半导体衬底包括具有第一导电类型的第一半导体层、具有第二导电类型的第二半导体层、具有第一导电类型的第三半导体层和具有第一导电类型的第四半导体层，所述第一半导体层设置在所述半导体衬底的第一表面上，所述第二半导体层和所述第三半导体层设置在所述半导体衬底的第二表面上，并且彼此相邻，所述第四半导体层夹在所述第一半导体层与所述第二和第三半导体层之间，所述第一半导体层为所述IGBT单元和所述二极管单元提供载流子的漂移层，所述第二半导体层提供所述IGBT单元的集电极层，所述第三半导体层提供所述二极管单元的电极连接层中的一个，将所述第一半导体层的电阻率限定为ρ1[Ω·cm]，并且将所述第一半导体层的厚度限定为L1[μm]，将所述第四半导体层的电阻率限定为ρ2[Ω·cm]，并且将所述第四半导体层的厚度限定为L2[μm]，将与所述半导体衬底平行的平面上的所述第二半导体层的最小宽度的一半限定为W2[μm]，并且满足关系(ρ1/ρ2)×(L1·L2/W22)＜1.6，所述半导体衬底还包括设置在所述第一表面上的高压区，所述高压区设置在所述半导体衬底的外围区域上，以及所述第三半导体层设置在所述高压区的内部。