功率半导体器件的制作方法

1.本说明书涉及功率半导体器件的实施例。特别是，本说明书涉及具有包括在半导体本体中的一个或多个背侧发射极区带的功率半导体器件的各方面，其中背侧发射极区带呈现出不同的发射极效率和/或不同的注入效率。


背景技术：

2.现代设备在汽车、消费品和工业应用中的许多功能——诸如转换电能和驱动电马达或电机——依赖于功率半导体器件。例如，举几个示例来说，绝缘栅双极晶体管(igbt)、金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)和二极管已经被用于各种应用，包括但是不限制于电源和功率转换器中的开关。
3.功率半导体器件通常包括具有有源区域的半导体本体，有源区域被配置为传导沿着器件的两个负载端子之间的负载电流路径的负载电流。在这样的功率半导体器件的操作期间，半导体本体中的空间温度分布一般趋向于是非均匀的，例如在有源区域的中心处呈现最大值。作为结果，功率半导体器件的功率循环可靠性和热短路或浪涌电流耐受能力可能降低，这可能需要在功率半导体器件的热设计中提供昂贵的安全裕度。
4.因此合期望的是影响例如均匀化功率半导体器件的半导体本体中的温度分布，以便增加器件可靠性。进一步地，可能合期望的是改进功率半导体器件的软度和功率损耗之间的折衷。


技术实现要素：

5.在此描述的方面涉及功率半导体器件的背侧区的特定的新颖设计，与常规设计相比，其可以例如产生改进的热鲁棒性以及软度和功率损耗之间的改进的折衷。
6.根据实施例，一种功率半导体器件包括：具有前侧和背侧的半导体本体；耦合到前侧的第一负载端子结构和耦合到背侧的第二负载端子结构；半导体本体的有源区域，其被配置用于传导在第一负载端子结构和第二负载端子结构之间的负载电流；半导体本体的漂移区，漂移区具有第一导电类型并且被配置用于传导负载电流；半导体本体的背侧区，背侧区被布置在背侧处并且在有源区域内包括第一背侧发射极区带和第二背侧发射极区带。第一背侧发射极区带被布置在有源区域内，与第二背侧发射极区带相比具有更大的到有源区域的外边界的距离。因此，第一背侧发射极区带与第二背侧发射极区带相比可以呈现出更大的到功率半导体器件的非有源区域例如边缘终止区的距离，非有源区域在横向上围绕有源区域。第一背侧发射极区带包括多个第一区段，每个第一区段包括第二导电类型的至少一个第一区，第一区被布置成与第二负载端子结构接触。换句话说，每个第一区段可以包括多个第一区，或者每个第一区段可以仅由一个第一区构成。第二背侧发射极区带包括多个第二区段，每个第二区段包括第二导电类型的至少一个第二区，第二区被布置成与第二负载端子结构接触。换句话说，每个第二区段可以包括多个第二区，或者每个第二区段可以仅由一个第二区构成。限定沿着至少第一横向方向的晶格常数的间距在第一背侧发射极区带
和第二背侧发射极区带中至少本质上相等。第一背侧发射极区带不同于第二背侧发射极区带之处在于第一区段的最小横向延伸大于第二区段的最小横向延伸。替换地或附加地，第一背侧发射极区带可以不同于第二背侧发射极区带之处在于第一区的最小横向延伸大于第二区的最小横向延伸。
7.根据另一实施例，一种功率半导体器件包括：功率半导体器件，包括：半导体本体，其具有前侧和背侧；耦合到前侧的第一负载端子结构以及耦合到背侧的第二负载端子结构；半导体本体的有源区域，其被配置用于传导在第一负载端子结构和第二负载端子结构之间的负载电流；半导体本体的漂移区，漂移区具有第一导电类型并且被配置用于传导负载电流；半导体本体的背侧区，背侧区被布置在背侧处并且在有源区域内部包括第二背侧发射极区带。第二背侧发射极区带包括多个第二区段，每个第二区段包括第二导电类型的至少一个第二区，第二区被布置成与第二负载端子结构接触。其中沿着假想线，对于至少三个或至少五个或至少八个邻近的第二区段而言，其中它们的最小横向延伸严格地单调增加。换句话说，至少三个邻近的第二区段被沿着假想线布置，其中它们的最小横向延伸沿着假想线严格地单调增加。至少三个邻近的第二区段中的中间第二区段——中间第二区段可以被布置在至少三个邻近的第二区段中的周围第二区段之间——可以呈现小于周围第二区段中的一个并且大于周围第二区段中的另一个的最小横向延伸。假想线可以是直线。第二区段可以是根据具有限定沿着至少第一横向方向的晶格常数的间距的晶格布置的，其中对于沿着假想线的至少三个邻近的第二区而言间距可以是至少本质上恒定的。至少三个邻近的第二区的最小横向延伸可以随着到有源区域的外边界的距离增加而增加。换句话说，至少三个邻近的第二区越是与有源区域的边界或在横向上围绕有源区域的非有源区域间隔开，它们越是可以关于它们的最小横向延伸具有更大的尺寸。
8.根据又一实施例，一种功率半导体器件，包括：具有前侧和背侧的半导体本体；耦合到前侧的第一负载端子结构和耦合到背侧的第二负载端子结构；半导体本体的有源区域，其被配置用于传导在第一负载端子结构和第二负载端子结构之间的负载电流；半导体本体的漂移区，漂移区具有第一导电类型并且被配置用于传导负载电流；半导体本体的背侧区，背侧区被布置在背侧处并且在有源区域内包括第一背侧发射极区带和第二背侧发射极区带，其中第一背侧发射极区带包括多个第一区段，每个第一区段包括第二导电类型的至少一个第一区，第一区被布置成与第二负载端子结构接触；并且其中第二背侧发射极区带包括多个第二区段，每个第二区段包括第二导电类型的至少一个岛状部区，岛状部区与第二负载端子结构绝缘。第一背侧发射极区带不同于第二背侧发射极区带之处在于岛状部区与第二负载端子隔离并且第一区连接到第二负载端子。“绝缘”意味着在相应的岛状部区和第二负载端子之间没有欧姆连接。例如，第一导电类型的一部分或绝缘材料的一部分可以被布置在岛状部区和第二负载端子之间。例如，在第一背侧发射极区带中可以省略岛状部区。例如，在第一背侧发射极区带中可以不布置岛状部区。例如，在第二背侧发射极区带中可以省略第一区。例如，在第二半导体区带中可以不被布置第一区。例如，与第二背侧发射极区带相比，第一背侧发射极区带可以被以到有源区域的外边界更大的距离布置在有源区域内。因此，与第二背侧发射极区带相比，第一背侧发射极区带可以呈现出到功率半导体器件的非有源区域——非有源区域在横向上围绕有源区域——例如边缘终止区的更大的距离。在第一背侧发射极区带和第二背侧发射极区带中，限定沿着至少第一横向方向的晶
格常数的间距可以至少本质上相等。替换地，在第一背侧发射极区带和第二背侧发射极区带中间距可以不同。
9.例如，第一区可以具有至多50μm的最小横向延伸和/或第二区可以具有至少50μm的最小横向延伸。
10.例如，第一背侧发射极区带中的邻近的第一区段之间的横向距离可以最大为第一区段的最小横向延伸的三倍，和/或第二背侧发射极区带中的邻近的第二区段之间的横向距离可以最大为第二区段的最小横向延伸的三倍。
11.在功率半导体器件的标称电流下，第一背侧发射极区带可以呈现第一发射极效率和第一注入效率中的每个并且第二背侧发射极区带可以呈现第二发射极效率和第二注入效率中的每个。根据实施例，第一发射极效率与第二发射极效率相差至少1%或者甚至至少3%或者甚至至少10%，和/或第一注入效率与第二注入效率相差至少1%或者甚至至少3%或者甚至至少10%。
12.例如，第一注入效率和第二注入效率之间的上述关系可以指代在达到功率半导体器件的标称电流的0.1倍的电流下的第一注入效率和第二注入效率。
13.替换地，第一注入效率和第二注入效率之间的上述关系可以指代在功率半导体器件的标称电流下或在功率半导体器件的标称电流的两倍下的第一注入效率和第二注入效率。
14.根据进一步的实施例，一种功率半导体器件，包括：具有前侧和背侧的半导体本体；耦合到前侧的第一负载端子结构和耦合到背侧的第二负载端子结构；半导体本体的有源区域，其被配置用于传导在第一负载端子结构和第二负载端子结构之间的负载电流；半导体本体的漂移区，漂移区具有第一导电类型并且被配置用于传导负载电流；半导体本体的背侧区，背侧区被布置在背侧处并且在有源区域内包括第一背侧发射极区带和第二背侧发射极区带，其中第一背侧发射极区带和第二背侧发射极区带中的每个包括被布置成与第二负载端子结构接触的第二导电类型的多个区以及被布置成与第二负载端子结构接触的第一导电类型的多个区；其中第一背侧发射极区带中的第二导电类型的区的相应的中心部分中的掺杂剂浓度本质上等于第二背侧发射极区带中的第二导电类型的区的相应的中心部分中的掺杂剂浓度；其中第一背侧发射极区带中的第一导电类型的区的相应的中心部分中的掺杂剂浓度本质上等于第二背侧发射极区带中的第一导电类型的区的相应的中心部分中的掺杂剂浓度；其中第一背侧发射极区带在功率半导体器件的标称电流下呈现第一发射极效率和第一注入效率中的每个；其中第二背侧发射极区带在功率半导体器件的标称电流下呈现第二发射极效率和第二注入效率中的每个；其中第一发射极效率与第二发射极效率相差至少1%、或者甚至至少5%、或者甚至至少10%、或者甚至至少20%，和/或第一注入效率与第二注入效率相差至少1%、或者甚至至少5%、或者甚至至少10%、或者甚至至少20%。
15.例如，第一注入效率和第二注入效率之间的上述关系可以指代在达到功率半导体器件的标称电流的0.1倍的电流下的第一注入效率和第二注入效率。
16.替换地，第一注入效率和第二注入效率之间的上述关系可以指代在功率半导体器件的标称电流下或在功率半导体器件的标称电流的两倍下的第一注入效率和第二注入效率。
17.例如，背侧区可以进一步包括第三背侧区带，其包括第一导电类型的至少一个区
和被以交替顺序被布置成与第二负载端子结构接触的第二导电类型的多个区，第一导电类型的区和第二导电类型的区。第一导电类型的区和/或第二导电类型的区可以具有至多50μm的最小横向延伸。例如，第三背侧区带被布置在半导体本体的边缘终止区中。例如，第三背侧区带被布置在布置于前侧处的栅极流道电极下方。例如，第三背侧区带的横向延伸可以达到漂移区的竖向厚度的至少0.5倍。替换地，第三背侧区带的横向延伸可以达到至少与漂移区的竖向厚度相同，或者达到漂移区的竖向厚度的两倍或者甚至四倍。
18.根据实施例，背侧区进一步包括将第二背侧发射极区带与第三背侧区带在横向上分离的间隔物区。间隔物区可以在横向上完全围绕第二背侧发射极区带。第三区可以在横向上完全围绕间隔物区。间隔物区的最小横向延伸可以达到漂移区的竖向厚度的至少0.5倍。替换地，间隔物区的最小横向延伸可以达到至少与漂移区的竖向厚度相同，或者是漂移区的竖向厚度的两倍或者甚至四倍。
19.本领域技术人员在阅读以下详细描述并且查看随附附图时将认识到附加的特征和优点。
附图说明
20.各图中的部件未必是按比例的。相反，重点被放在图示本发明的原理上。此外，在各图中，同样的参考标号表明对应的部件。在附图中：图1a至图1b的每个示意性地并且示例性地图示根据一个或多个实施例的功率半导体器件的竖向横截面的部分；图2至图12的每个示意性地并且示例性地图示根据一个或多个实施例的功率半导体器件的竖向横截面的部分；图13a至图13e的每个示意性地并且示例性地图示根据一个或多个实施例的功率半导体器件的水平横截面的部分；图14a至图14f的每个示意性地并且示例性地图示根据一个或多个实施例的功率半导体器件的水平横截面的部分；图15a至图15b的每个示意性地并且示例性地图示根据一个或多个实施例的功率半导体器件的水平横截面的部分；图16a至图16c的每个示意性地并且示例性地图示根据一个或多个实施例的功率半导体器件的水平横截面的部分；以及图17a至图17d的每个示意性地并且示例性地图示根据在图15a至图16c中描绘的功率半导体器件的第三区的不同实施例的水平横截面的部分。
具体实施方式
21.在以下详细描述中，参照随附附图，随附附图形成在此的一部分，并且在附图中通过图示方式示出其中可以实践本发明的具体实施例。
22.在这方面，诸如“顶部”、“底部”、“下方”、“前面”、“后面”、“背面”、“前方”、“末尾”、“上方”等的方向术语可以是参照所描述的图的定向来使用的。因为实施例的部件可以是以许多不同的定向来定位的，所以方向术语用于说明的目的而决不是进行限制。要理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以利用其它实施例，并且可以作出结构或逻辑上的改变。因
此，以下的详细描述不应是在限制的意义上看待的，并且本发明的范围是由所附权利要求限定的。
23.现在将详细参照各种实施例，在各图中图示各种实施例的一个或多个示例。每个示例是通过解释的方式提供的，并且不意味着作为对本发明的限制。例如，被作为一个实施例的部分图示或描述的特征可以被使用在其它实施例上或者与其它实施例结合使用以产生又一进一步的实施例。本发明旨在包括这样的修改和变化。使用特定的语言描述了示例，这些语言不应当被解释为限制所附权利要求的范围。附图不是按比例的，并且仅用于说明的目的。为了清楚，如果没有另外说明，则在不同的附图中相同的要素或制造步骤已经由相同的参考标号指明。
24.如在本说明书中使用的术语“水平”旨在描述实质上平行于半导体衬底或半导体结构的水平表面的定向。这可以是例如半导体晶片或管芯或芯片的表面。例如，下面提到的和/或在各图中示出的第一横向(或水平)方向x和第二横向(或水平)方向y这两者都可以是水平方向，其中第一横向方向x和第二横向方向y可以是彼此垂直的。
25.如在本说明书中使用的术语“竖向”旨在描述实质上垂直于水平表面布置的定向，即平行于半导体晶片/芯片/管芯的表面的法线方向。例如，下面提到的和/或各图中示出的竖直方向z可以是垂直于第一横向方向x和第二横向方向y这两者的方向。
26.在本说明书中，n掺杂一般指代“第一导电类型”，而p掺杂指代“第二导电类型”。替换地，可以采用相反的掺杂关系，从而第一导电类型可以是p掺杂的并且第二导电类型可以是n掺杂的。
27.在本说明书的上下文中，术语“欧姆接触”、“电接触”、“欧姆连接”和“电连接”旨在描述在半导体器件的两个区、区段、区带、部分或部件之间或在一个或多个器件的不同端子之间或在半导体器件的端子或金属化或电极和一部分或部件之间存在低欧姆电连接或低欧姆电流路径。进一步地，在本说明书的上下文中，术语“接触”旨在描述在相应的半导体器件的两个要素之间存在直接物理连接；例如，彼此接触的两个要素之间的过渡可以不包括进一步的中间要素等。
28.此外，在本说明书的上下文中，如果没有另外说明，则术语“电绝缘”是在其一般有效理解的上下文中使用的，并且因此旨在描述两个或更多个组件被彼此分离地定位并且不存在连接这些组件的欧姆连接。然而，彼此电绝缘的组件仍然可以彼此耦合，例如机械耦合和/或电容耦合和/或感应耦合。为了给出示例，电容器的两个电极可以彼此电绝缘，并且同时例如借助于绝缘例如电介质彼此机械地和电容地耦合。
29.本说明书中描述的具体实施例涉及而不限制于呈现单个单元、条带单元或蜂窝(也称为“针状”或“柱状”)单元配置的功率半导体器件，例如可以在功率转换器或电源内使用的功率半导体器件。因此，在实施例中，这样的器件可以被配置为承载要被馈送到负载的负载电流和/或相应地由功率源提供的负载电流。例如，功率半导体器件可以包括一个或多个有源功率半导体单元，诸如单片集成的二极管单元、单片集成的二极管单元的衍生物(例如，两个反向串联连接的二极管的单片集成单元)、单片集成的晶体管单元(例如，单片集成的igbt或mosfet单元)和/或其衍生物。这样的二极管/晶体管单元可以被集成在功率半导体模块中。多个这样的功率单元可以构成被布置有功率半导体器件的有源区域的单元场。
30.如在本说明书中使用的术语“功率半导体器件”旨在描述具有高电压阻断和/或高
电流承载能力的单个芯片上的半导体器件。换句话说，这样的功率半导体器件意图用于高电流(典型地在安培范围内，例如达到几十或几百安培)和/或用于高电压(典型地高于15v，更典型地100v以及以上，例如达到至少400v或者甚至更高，例如在从1.2kv到2kv的范围内，或达到至少3kv，或者甚至达到6kv或更高)。
31.例如，下面描述的功率半导体器件可以是呈现单个单元配置(诸如单个二极管单元)、条带单元配置或蜂窝配置的单个半导体芯片，并且可以被配置为在低、中和/或高电压应用中采用为功率组件。
32.例如，如在本说明书中使用的术语“功率半导体器件”不是指用于例如存储数据、计算数据和/或基于半导体的数据处理的其它类型的逻辑半导体器件。
33.图1a示意性地并且示例性地示出根据一个或多个实施例的功率半导体器件1的竖向横截面的部分。功率半导体器件1包括具有前侧10-1和背侧10-2的半导体本体10。例如，半导体本体10可以包括如下或者由如下构成：基于硅的衬底、基于碳化硅的衬底、基于氮化镓的衬底或例如另外的宽带隙半导体衬底。
34.半导体本体10包括有源区域15，其也可以被称为有源单元区域15。有源单元区域15可以包括一个或多个功率单元14，其可以被配置用于传导和/或控制在第一负载端子结构11和第二负载端子结构12之间的负载电流，第一负载端子结构11被布置在半导体本体10的前侧10-1处，第二负载端子结构12被布置在半导体本体10的背侧处。因此，根据一些实施例，功率半导体器件1可以被配置为竖向功率半导体器件1。
35.例如，功率半导体器件1是或者包括如下中的至少之一：功率二极管、mosfet、igbt、反向导通igbt(rc-igbt)、高电子迁移率晶体管(hemt)(诸如基于镓的hemt)和晶闸管。
36.在功率半导体器件1是或者包括功率二极管的情况下，有源区域15可以包括例如一个大功率单元14，如在图1a中示例性地图示的那样。例如，功率单元14可以包括p掺杂半导体区，其被配置为阳极区并且与形成第一负载端子结构11的一部分的前侧金属化接触。例如，阳极区可以与半导体本体10的n掺杂漂移区100形成pn结。
37.替换地，在晶体管配置(例如以mosfet或igbt的形式)的情况下，有源区域15可以包括有源单元场14，其包括多个晶体管单元，晶体管单元可以例如在每种情况下包括源极区、本体区和栅极电极(诸如沟槽栅极电极)，栅极电极被配置用于将功率半导体器件1选择性地切换到正向导通状态和正向阻断状态之一。像这样，功率半导体器件的这样的有源单元场的设计同样是本领域技术人员熟知的并且因此在此将不进一步详细解释。
38.除了有源区域15之外，功率半导体器件1可以包括在有源区域15和半导体本体10的横向芯片边缘(未图示)之间延伸的边缘终止区16。例如，边缘终止区16可以在横向上围绕有源区域15。
39.如在此使用的那样，术语“边缘终止区”和“有源区域”均与本领域技术人员在功率半导体器件的上下文中典型地与之关联的相应的技术含义相关联。也就是，有源区域15主要被配置用于负载电流传导，并且在晶体管配置的情况下，被配置用于开关目的，而边缘终止区16主要满足关于可靠的阻断能力、电场的适当引导的功能，并且有时还满足电荷载流子泄放功能，和/或关于有源区域15的保护和适当终止的进一步的功能。
40.边缘终止区16可以包括边缘终止结构18，其可以被布置在半导体本体10的前侧
10-1处。这样的边缘终止结构18也可以被称为结终止结构或简称为结终止。例如，边缘终止结构18可以包括被布置在半导体本体10内的一个或多个组件和/或被布置在半导体本体10的前侧表面10-1上方的一个或多个组件。在图1a中，边缘终止结构18仅被示意性地示图示为被布置在半导体本体10内的前侧10-1处的结构，而没有示出具体的结构细节。
41.边缘终止结构18的常见示例是场环(有时也被称为保护环)、场板、场环和场板的组合、以及结终止延伸(jte)边缘终止结构，诸如横向掺杂变化(vld)边缘终止结构。本领域技术人员熟知这些种类的边缘终止结构本身。因此，在这一点上将不对它们进行详细解释。
42.功率半导体器件1进一步包括在半导体本体10内部被布置在背侧10-1处的背侧区17。背侧区17包括至少一个第一背侧发射极区带171和至少一个第二背侧发射极区带172，其中第一背侧发射极区带171和第二背侧发射极区带172被布置在功率半导体器件1的有源区域15内部。
43.图1a示例性地示出一个第一背侧发射极区带171和一个第二背侧发射极区带172。然而，应当注意，根据一些实施例，可以提供多个第一背侧发射极区带171和/或多个第二背侧发射极区带172。
44.图1b示意性地并且示例性地图示变型实施例，其不同于图1a的实施例之处在于半导体本体10附加地包括场停止区100-1。场停止区100-1被布置在漂移区100和背侧区17之间，并且与漂移区100相比具有更高的第一导电类型的掺杂剂浓度。
45.场停止区100-1可以呈现一个或多个掺杂剂浓度峰值。例如，场停止区100-1可以借助于通过背侧10-2的一个或多个质子注入而形成。有时也被称为缓冲区的场停止区的这样的方法和变型原则上是本领域技术人员熟知的，并且因此在此将不进一步详细讨论。
46.在实施例中，已经借助于一个或多个质子注入产生场停止区100-1，使得最浅掺杂剂浓度峰值的范围端部位于半导体本体10的背侧表面下方1μm至4μm的范围的深度处。在该上下文中，“最浅”峰值将指明仅有的场停止峰值(在仅有一个的情况下)或者若干个场停止峰值中的位于最靠近背侧表面的场停止峰值。
47.在实施例中，已经通过如下实现了场停止区100-1：离子注入诸如磷、硒或硫的类施主原子，随后进行驱入步骤或退火步骤，造成例如场停止区100-1的类高斯掺杂轮廓。特别是，实现具有诸如硒原子的深施主的场停止区100-1，可以降低关断处理期间由于p-短路区1711、1712、1721、1722的空穴注入的温度依赖性。为了精细调谐这种温度依赖性，可以附加地将浅施主引入到场停止区100-1中。
48.根据实施例，第一背侧发射极区带171和第二背侧发射极区带172中的每个的相应的面积延伸可以达到有源区域15的面积延伸的至少5%，诸如至少25%或者甚至至少40%。
49.第一背侧发射极区带171和第二背侧发射极区带172可以在它们的背侧发射极特性方面彼此不同。
50.例如，至少一个第一背侧发射极区带171可以在功率半导体器件1的标称电流下呈现第一发射极效率和第一注入效率中的每个，而至少一个第二背侧发射极区带171可以在标称电流下呈现第二发射极效率和第二注入效率中的每个。
51.为了本说明书的目的，发射极效率被限定为背侧p/n或n-/n 结处(即在场停止区100-1与第一背侧发射极区带171和/或第二背侧发射极区带之间的界面处)的电子电流与总电流的比率，其中该量被在相应的第一或第二背侧发射极区带171、172上取平均。
52.进一步地，为了本说明书的目的，注入效率被限定为在软度临界条件下(即在相对低的电流(例如0.1倍的标称电流)下以及在相对低的温度(例如25℃)下)在功率半导体器件1的反向换向期间注入的空穴的量与总的反向恢复电荷的比率。换句话说，注入效率是在所述软度临界条件下，与反向恢复期间的总电流上的时间积分相比的在反向恢复期间进入器件1的空穴电流上的时间积分，典型地称为qrr。
53.进一步地，为了本说明书的目的，第一背侧发射极区带171或第二背侧发射极区带172的注入的空穴电荷分别被限定为在软度临界条件下(即在相对低的电流(例如0.1倍的标称电流)下以及在相对低的温度(例如25℃)下)功率半导体器件1的反向换向期间注入的空穴的电荷。换句话说，注入效率是在所述软度临界条件下在反向期间进入器件1的空穴电流上的时间积分。
54.进一步地，为了本说明书的目的，分别与第一背侧发射极区带171或第二背侧发射极区带172关联的平均背侧等离子体浓度被限定为自由电子浓度在距场停止区100-1和相应的第一背侧发射极区带171或第二背侧发射极区带172之间的界面1μm距离处在水平横截面区域上的面积积分，被按面积进行归一化。
55.根据一个或多个实施例，第一发射极效率与第二发射极效率相差至少1%，诸如相差至少5%，例如相差至少10%或者甚至相差至少20%。替换地或附加地，可以提供的是，第一注入效率与第二注入效率相差至少5%，例如相差至少10%或者甚至相差至少20%。
56.进一步地，根据实施例，第一背侧发射极区带171的注入空穴电荷与第二背侧发射极区带172的注入空穴电荷相差至少10%，诸如例如相差至少20%，或者甚至相差至少40%。
57.进一步地，根据实施例，与第一背侧发射极区带(171)关联的平均背侧等离子体浓度同与第二背侧发射极区带(172)关联的平均背侧等离子体浓度相差至少5%，诸如相差至少10%，例如相差至少20%。
58.在结构特征方面，可以例如通过在第一和/或第二背侧发射极区带171、172内提供与漂移区100的第一导电类型(例如n型)互补的第二导电类型(例如p型)的多个半导体区来实现在第一发射极注入效率和/或第二发射极注入效率之间以及在相应的注入空穴电荷或平均背侧等离子体浓度之间的这样的差异。
59.换句话说，如以下将参照图2至图11更详细地解释的那样，第一背侧发射极区带171和第二背侧发射极区带172可以被配置为元结构，每个元结构包括被布置成与第二负载端子结构12接触的第二导电类型的区1711、1721、1712、1722以及被布置成与第二负载端子结构12接触的第一导电类型的多个区1740的不同布置。在一些实施例中，这样的元结构171/172也可以特征在于没有第二导电类型的区1711、1721、1712、1722。
60.图2至图11中的每个示意性地并且示例性地图示根据一个或多个实施例的功率半导体器件1(例如功率二极管)的竖向横截面的部分。横截面在每种情况下包括半导体本体10在背侧10-1处的部分，其包括场停止区100-1的一部分和背侧区17的一部分。背侧区17的所图示的部分包括第一背侧发射极区带171以及第二背侧发射极区带172。进一步地，示出了第二负载端子结构12的一部分(以背侧金属化的形式)。
61.图2至图11的实施例彼此不同在于：在第一背侧发射极区带171和第二背侧发射极区带172内部的第二导电类型的区1711、1721、1712、1722以及第一导电类型的区1740的具体布置，如将在下文中更详细地解释的那样。
62.根据图2至图11中的每个的实施例，第一背侧发射极区带171和第二背侧发射极区带172中的至少一个可以包括多个第一区段171-1、172-1和/或多个第二区段171-2、172-2。
63.第一区段171-1、172-1以及第二区段171-2、172-2可以被配置为使得它们在功率半导体器件1的操作期间不支持任何第一导电类型的电荷载流子(例如电子)的大量注入。
64.例如，每个第一区段171-1、171-2可以包括第二导电类型的至少一个第一区1711、1721，第一区1711、1721被布置成与第二负载端子结构12接触，并且具有至多50μm、诸如至多30μm、例如至多10μm的最小横向延伸x1、x1'。
65.第一区1711、1721可以被配置为使得它们在功率半导体器件1的操作期间不支持任何第二导电类型的电荷载流子(例如空穴)的大量注入。
66.进一步地，每个第二区段171-2、172-2可以由第二导电类型的第二区1712、1722构成，第二区1712、1722被布置成与第二负载端子结构12接触并且具有至少50μm(诸如至少100μm，例如至少200μm)的最小横向延伸x2、x2'。在第二导电类型是“p”的情况下，第二导电类型的第二区1712、1722也可以被称为“p-短路区”。
67.这些p-短路区1712、1722的最小横向延伸x2、x2'限定了在关断处理期间在这些区1712、1722下方的反向电流感应的横向电压降，并且以此限定了在关断阶段期间空穴注入的开始水平。优选地，这些p-短路区1712、1722的在这些区1712、1722的中心中的竖向掺杂轮廓对于所有这些区1712、1722而言是近似相同的。替换地，这些p-区1712、1722可以呈现出不同的竖向掺杂轮廓。
68.与第一区1711、1721相反，第二区1712、1722可以被配置为使得它们在功率半导体器件1的操作期间支持第二导电类型的电荷载流子(例如空穴)的注入。
69.在区段171-1、172-1、171-2、172-2之间横向地存在第一导电类型的区1740，其也被布置成与第二负载端子结构12接触。第一导电类型的这些区1740的横向延伸可以足够大，使得第一导电类型的区1740可以支持在功率半导体器件1的操作期间第一导电类型的电荷载流子(例如，电子)的注入。例如，在一些实施例中，第一导电类型的区1740的横向延伸可以达到至少50μm，诸如至少100μm，例如至少200μm。
70.对应地，在一些实施例中，邻近的第一区段171-1、172-1和/或第二区段171-2、172-2之间的横向距离d1、d1'、d2、d2'可以达到至少50μm，诸如至少100μm，或者甚至至少200μm。
71.在一些实施例中，与场停止区100-1相比所述第一导电类型的区1740可以具有更高的第一导电类型的掺杂剂浓度。
72.例如，与场停止区100-1中的第一导电类型的平均掺杂剂浓度相比第一导电类型的区1740可以具有更高的第一导电类型的掺杂剂浓度，其中平均是在场停止区100-1的竖向厚度上取得的。在一些实施例中，场停止区100-1的竖向厚度可以大于2μm，诸如大于5μm，或者甚至大于10μm。
73.例如，第一导电类型的区1740的这样的相对高的掺杂剂浓度可以已经借助于在背侧10-1处执行的激光热退火(lta)处理而达成。
74.附加地或替换地，第一区1711、1721的第二导电类型的掺杂剂浓度和/或第二区1712、1722的第二导电类型的掺杂剂浓度也可以高于场停止区100-1的第一导电类型的掺杂剂浓度。
75.例如，与场停止区100-1中的第一导电类型的平均掺杂剂浓度相比第一区1711、1721和/或第二区1712、1722可以具有更高的第二导电类型的掺杂剂浓度，其中平均是在场停止区100-1的竖向厚度上取得的。在一些实施例中，场停止区100-1的竖向厚度可以大于2μm，诸如大于5μm，或者甚至大于10μm。
76.根据一些实施例，第一背侧发射极区带171中的第二导电类型的区1711、1712的相应的中心部分中的掺杂剂浓度本质上等于第二背侧发射极区带172中的第二导电类型的区1721、1722的相应的中心部分中的掺杂剂浓度；并且第一背侧发射极区带171中的第一导电类型的区1740的相应的中心部分中的掺杂剂浓度本质上等于第二背侧发射极区带172中的第一导电类型的区1740的相应的中心部分中的掺杂剂浓度。在该上下文中，掺杂剂浓度“本质上等于”的陈述应当被理解为如下效果：一种掺杂剂浓度与另一种掺杂剂浓度相差至多1.3倍，诸如相差至多1.1倍，例如至多1.05倍。
77.进一步地，根据一些实施例，可以提供的是，第二背侧发射极区带172与第一背侧发射极区带171至少在以下之一方面不同：-第一区段171-1、172-1的存在(或不存在)；-第二区段171-2、172-2的存在(或不存在)；-第一区段171-1、172-1的最小横向延伸x11、x11'；-第二区段171-2、172-2的最小横向延伸x2、x2'；-邻近的第一区段171-1、172-1之间的横向距离d1、d1'；-邻近的第二区段171-2、172-2之间的横向距离d2、d2'；-第一区1711、1721的最小横向延伸x1、x1'；-同一第一区段171-1、172-1内的邻近的第一区1711、1721之间的横向距离d11、d11'。
78.例如，在图2中示意性示出的实施例中，第二背侧发射极区带172不同于第一背侧发射极区带171之处在于，第一区段172-1或第二区段172-2完全不存在于第二背侧发射极区带172中，而第一背侧发射极区带171包括多个第二区段171-2。第二区段171-2由第二导电类型的第二区1712(例如p-短路区)构成，每个区具有沿着横截面的横向方向的横向延伸x2并且是彼此以横向距离d2布置的。在每种情况下，与场停止区100-1相比具有更高的掺杂剂浓度的第一导电类型的区1740被布置在第二导电类型的两个邻近的第二区1712之间。
79.例如，在根据图2的示例性实施例的功率半导体器件1的操作期间，自由电荷载流子的相对低的等离子体密度可能产生自第一背侧发射极区带171中的第二区段171-2的存在。也就是说，与第二背侧发射极区带172中以及半导体本体10的位于第二背侧发射极区172上方的部分中的等离子体密度相比，第一背侧发射极区带171中以及半导体本体10的位于第一背侧发射极171上方的部分中的等离子体密度可以是相对低的。
80.作为结果，与第二背侧发射极区带172的区域相比，在第一背侧发射极区带171的区域中可以发生更低的静态和动态损耗。与第二背侧发射极区带172相比第一背侧发射极区带171定位为更靠近有源区域15的中心(参见图2中示出的边缘终止区173的部分)，第二区段171-2的存在因此可以贡献于半导体本体10内的温度均匀化。
81.进一步地，借助于调节在改进的热冷却区——例如在接合脚下方和/或在低损耗区附近，诸如例如电流感测焊盘等——中的发射极效率，损耗生成可以被增加。
82.在另一方面中，不仅温度分布而且器件1的软度也可能受影响：例如，p-短路部171-2可以在换向期间注入空穴并且因此提供足够的软度。
83.关于边缘终止区173，应当注意，在图2至图11的每个实施例中，背侧区17进一步包括被布置在边缘终止区16内部的第三背侧区带173。第三背侧区带173包括被以交替顺序布置成与第二负载端子结构12接触的第一导电类型的多个区1731和第二导电类型的多个区1732，其中第一导电类型的区1731和第二导电类型的区1732具有至多50μm，诸如至多30μm，例如至多10μm的最小横向延伸x4、x5。
84.第三背侧区带173可以被配置为使得在功率半导体器件1的操作期间在该区中没有出现电子或空穴的大量注入，在这种意义上，第三背侧区带173也可以被称为“死区域”。作为结果，在第三背侧区带173中和在半导体本体10的位于第三背侧区带173上方的部分中将不存在大量的等离子体。以此方式，可以借助于(多个)第三背侧发射极区带173来实现“高动态鲁棒性(hdr)”构思。
85.例如，第三背侧区带173的横向延伸x6可以达到漂移区100的竖向厚度z1的至少0.5倍，诸如至少两倍，或者甚至至少4倍(参见图1a至图1b)。
86.在图2至图11中示出的示例性实施例中，第三背侧区带173被布置在边缘终止区16中。在其中功率半导体器件1具有栅极(例如在mosfet或rc-igbt的情况下)的一些实施例中，这样的第三背侧区带173可以附加地或替换地被(至少部分地)布置在被布置于前侧10-1处的栅极流道电极之下。
87.在图3中示出的示例性实施例中，第一背侧发射极区带171和第二背侧发射极区带172均包括多个第二区段171-2、172-2。在这种情况下，第一背侧发射极区带171和第二背侧发射极区带172之间的本质差异在于相应的第二区段171-2、172-2的最小横向延伸x2、x2'以及邻近的第二区段171-2、172-2之间的横向距离d2、d2'：与第一背侧发射极区带171中的第二导电类型的第二区1712的横向延伸x2相比，第二背侧发射极区带172中的第二导电类型的第二区1722具有更大的横向延伸x2'。另外，与第一背侧发射极区带171中的邻近的第二区1712之间的横向距离d2相比，第二背侧发射极区带172中的邻近的第二区1722之间的横向距离d2'更大。
88.例如，第二背侧发射极区带172中的第二导电类型的第二区1722与第二背侧发射极区带172中的第一导电类型的区1740的面积比可以类似于或等于第一背侧发射极区带171中的第二导电类型的第二区1712与第一背侧发射极区带172中的第一导电类型的区1740的面积比。然而，借助于相应的第二区1712、1722的适当设计，可以在第一背侧发射极区带171和第二背侧发射极区带172中实现不同的发射极效率和/或注入效率。
89.例如，与第一背侧发射极区带171相比，第二背侧发射极区带172中的第二区段172-2的相对粗糙的结构(相对宽的p-短路部)可以在第二背侧发射极区带172中产生更高效的阴极。作为结果，在操作期间，与上面已经参照图2描述的类似，与在第一背侧发射极区带171的区域中相比，等离子体密度以及静态和动态损耗在第二背侧发射极区带172的区域中可以更高。
90.在这种情形下，应当注意，更高的等离子体密度可以降低二极管1的正向电压。进一步地，在具有不同的等离子体密度并且因此具有不同的(局部)正向电压的区域的并联连接中，电流优选地选取如下的路径：其通过具有相对低的正向电压的区域，即本示例中的第
二背侧发射极区带172。作为结果，与第一背侧发射极区带171相比，在第二背侧发射极区带172中可以出现更高的静态和动态损耗(产生局部的温度上的增加)。
91.进一步地，参照在上面和下面描述的所有实施例，应当注意到关于软度，由于背侧发射极区171、172的不同设计(其可能对例如初始等离子体水平有影响，而且也可能对反向恢复行为有影响)，不同的背侧发射极区171、172可以在不同的时间具有其最大di/dt(其为过电压的原因)。这可以允许显著地降低过电压。
92.另一与软度有关的方面——其可能特别是与具有如在下面进一步提到的“死区域”171-1的所图示的变型相关——为如下：在此，等离子体在背侧10-2处被强烈降低，然而在换向期间不提供施与软度的空穴。具有这样的死区域171-1的背侧发射极区171、172中的自由电荷载流子的等离子体的可能的早期并且强烈的减少于是可以被相应的另一背侧发射极区171、172抑制，其此时可能仍然具有等离子体并且承载电流，并且因此可以能够抑制振荡。例如，设计可以使得在“软区”171、172被从等离子体清除之前“非软区”171、172被从等离子体中清除。
93.图4示出另一变型实施例，其中与第一背侧发射极区带171中的邻近的第二区1712之间的横向距离d2相比，第二背侧发射极区带172中的邻近的第二区1722之间的横向距离d2'更大。在该实施例中，第一背侧发射极区带171中和第二背侧发射极区带172中的第二区段171-2、172-2的最小横向延伸x2、x2'实质上相等。
94.在图5中示出的示例性实施例中，第一背侧发射极区带171包括多个第一区段171-1，其中所述第一区段171-1中的每个包括多个第一区1711，第一区1711是彼此以第一区1711的最小横向延伸x1的至多三倍的横向距离d11布置的。换句话说，第一区段171-1中的每个包括与第一导电类型的多个区1740以交替顺序布置的第二导电类型的多个第一区1711，类似于上面描述的边缘终止区16中的第三背侧区带173。
95.相反，类似于图2的实施例，第二背侧发射极区带172不包括任何第一区段172-1或第二区段172-2。替代地，在图5的实施例中，第二背侧发射极区带172由第一导电类型的区1740构成，第一导电类型的区1740与第二负载端子结构12形成连续接触并且具有第一区1711的最小横向延伸x1的至少十倍的横向延伸d3。
96.例如，虽然发射极效率在第一背侧发射极区171和第二背侧发射极区172中可以是相等的或类似的，但是与第二背侧发射极区172相比，相对精细地结构化的第一区段171-1的存在可以降低第一背侧发射极区171的注入效率，从而由于精细地结构化的区段而不发生自由电荷载流子注入或仅发生低的自由电荷载流子注入。作为结果，与第二背侧发射极区172的区域相比，在第一背侧发射极区171的区域中动态损耗可以被降低。
97.例如，精细地结构化的第一区段171-1可以被配置以便完全不支持电子或空穴的大量注入。在这种情况下，第一区段171-1也可以被称为“死区域”，类似于上面已经关于边缘终止区16中的第三区带173描述的那样。
98.在图6中示出的示例性实施例中，第一背侧发射极区带171包括多个第一区段171-1，其中所述第一区段171-1中的每个包括多个第一区1711，第一区1711是彼此以第一区1711的最小横向延伸x1的至多三倍的横向距离d11布置的。第二背侧发射极区带172包括多个第二区段172-2，每个第二区段172-2由具有第一区1711的最小横向延伸x1的至少十倍的最小横向延伸x2'的第二区1722构成。
99.换句话说，在图6的实施例中，第一背侧发射极区带171如图5的实施例中那样配置，而第二背侧发射极区带172如图3和图4的实施例中那样配置。
100.例如，与根据图5的第二背侧发射极区带172的配置相比，第二背侧发射极区带172中的第二导电类型的第二区1722的相对粗糙的结构化可以降低阴极效率。同时，第二区1722(宽p-短路区)的相对大的横向延伸x2'可以在换向期间产生强的空穴注入，因此改进功率半导体器件1的软度。
101.在第一背侧发射极区带171中，被相对精细地结构化的第一区段171-1可以产生与第二背侧发射极区带172中的第二区1722类似的阴极效率。然而，由于精细地结构化的第一区段171-1，注入效率可以是相对低的。由于没有注入附加的空穴，因此在该区中可能发生更少的开关损耗(并且因此不太显著的温度增加)。
102.在图7中示出的示例性实施例中，第一背侧发射极区带171如在上面描述的图5和图6的实施例中那样配置。然而，在图7的实施例中，第二背侧发射极区带172也包括多个精细地结构化的第一区段172-1，其中与第一背侧发射极区带171中的第一区段171-1的横向延伸x11相比第一区段172-1具有更大的横向延伸x11'。进一步地，第二背侧发射极区带172中的邻近的第一区段172-1之间的横向距离d1'大于第一发射极区带171中的邻近的第一区段171-1之间的横向距离d1。
103.在图8中示出的示例性实施例中，第一背侧发射极区带171包括多个第二区段171-2(p-短路)，如上面参照图2和图3的实施例的第一背侧发射极区带171描述的那样。第二背侧发射极区带172呈现多个第一区段172-1，每个第一区段包括第二导电类型的单个相对小的第一区1721(“微小p-短路部”)。第二背侧发射极区带12中的第一区段172-1彼此间隔开相对大的横向距离d1'，该横向距离超过第一背侧发射极区带171中的邻近的第二区段171-2之间的横向距离d2。
104.在图9中图示的实施例中，第二背侧发射极区带172如图8的实施例中那样配置。第一背侧发射极区带171不包括任何第一区段171-1或第二区段171-2，而是由第一导电类型的连续区1740(例如n 型区)构成。
105.在图10中示出的示例性实施例中，第二背侧发射极区带172和第一背侧发射极区带171这两者都呈现与图8和图9的实施例中的第二背侧发射极区带172中的多个第一区段类似的多个第一区段171-1、172-1(“微小p-短路部”)。在这种情况下，第一背侧发射极区带171中的邻近的第一区1711之间的横向距离d1是相对大的，并且超过第二背侧发射极区带172中的邻近的第一区1721之间的横向距离d1'。
106.在图11中示出的示例性实施例中，第一背侧发射极区带171和第二背侧发射极区带172中的每个包括多个第二区段171-2、172-2(“宽p短路部”)。附加地，在第二背侧发射极区带172中，小的第一区1721(“微小p短路部”)被布置在每个第二区1722附近。在其它变型实施例(未图示)中，多个这样的微小p-短路部1721可以被布置在一些或所有第二区1722附近。
107.图12中示出的示例性实施例与图3的示例性实施例的相似之处在于，第一背侧发射极区带171和第二背侧发射极区带172这两者均包括多个第二区段171-2、172-2，其中第一背侧发射极区带171中的第二导电类型的第二区1712的最小横向延伸x2小于第二背侧发射极区带172中的第二导电类型的第二区1722的最小横向延伸x2'。然而，在这种情况下，如
所图示的那样，邻近的第二区段171-2、172-2之间的间距p在第一背侧发射极区171和第二背侧发射极区172中本质上相等。
108.例如，与第二背侧发射极区带172中的p-区域覆盖率(第一背侧发射极区带171或第二背侧发射极区带172的总区域被第二区1712、1722覆盖的分数)相比，在第一背侧发射极区带171中p-区域覆盖率可以不同，其中差异可以达到至少2%，诸如至少5%、至少10%、至少20%、或者甚至至少40%。
109.图13a至图13e中的每个示意性地并且示例性地图示根据一个或多个实施例的功率半导体器件1的水平横截面的部分。在每种情况下，横截面水平地切割通过背侧区17，并且图示其中第二导电类型的第二区1712可以被布置在第一导电类型的区1740内的示例性几何图案。在图13a至图13e中，作为示例示出在第一背侧发射极区带171(诸如上面描述的实施例之一的第一背侧发射极区带171)内部的第二区1712。然而，应当注意，对于在一个或多个第二背侧发射极区带172(诸如上面描述的实施例之一的第二背侧发射极区带172)内部的第二区1722而言，也可以选取相同或类似的几何布置。
110.如所图示的那样，在水平横截面中，第二区1712可以例如具有如下中的至少之一：圆形配置(图13a至图13b)；环配置(图13c)；条带配置(图13d)；和蜂窝配置(图13e)。
111.图14a至图14f的每个示意性地并且示例性地示出根据一个或多个实施例的通过背侧区17的水平横截面的部分。例如，在图14a中，示出第一背侧发射极区带171的一小部分，其中嵌入在第一导电类型的区1740中的第二导电类型的第二区1712具有圆形配置，如在图13b中图示的那样。
112.图14b不同于图14a之处在于，在第二区1712之间的中心位置中附加地提供了上面已经参照例如图5至图6中的第一区段171-1、172-1描述的种类的被非常精细地结构化的第一区段171-1。与第二区1712类似，第一区段171-1也具有圆形形状。
113.图14c示出与图14b的配置类似的配置，唯一的区别在于圆形的第一区段171-1具有更大的直径，并且因此与图14b的实施例中相比覆盖更大的面积部分。
114.例如，精细地结构化的第一区段171-1可以被配置以便完全不支持电子或空穴的大量注入。在这种情况下，第一区段171-1也可以被称为“死区域”，类似于已经在上面关于图5至图6的实施例中的第一区段171-1以及边缘终止区16中的第三区带173所描述的。
115.在图14d至图14f中，示出第二区1712和第一区段171-1的一些进一步的示例性配置，其中图14d至图14e的示例性实施例基于如图13d中示出的条带配置。图14f的示例性实施例基于如图13c中示出的配置，其中在根据图14f的变型中，方形形状的第二区1712被由精细地结构化的第一区段171-1包围。
116.应当注意，虽然图14a至图14f示例性地示出第一背侧发射极区带171的部分，但是在一个或多个第二背侧发射极区带172中可以选取相同或类似的几何布置。
117.在图15a至图15b中，示出功率半导体器件1的另一实施例。图15b是图15a的摘录部e1的详细视图。图15a至图15b示出功率半导体器件1，其包括：具有前侧10-1和背侧10-2的半导体本体10；耦合到前侧10-1的第一负载端子结构11以及耦合到背侧10-2的第二负载端子结构12；半导体本体10的有源区域15，其被配置用于传导在第一负载端子结构11和第二负载端子结构12之间的负载电流；半导体本体10的漂移区100，漂移区100具有第一导电类型并且被配置用于传导负载电流。
118.特别是，图15a至图15b示出半导体本体10的背侧区17的水平横截面，背侧区17被布置在背侧10-1处并且在有源区域15内部包括第一背侧发射极区带171和第二背侧发射极区带172。第一背侧发射极区带171被布置在有源区域15内，与第二背侧发射极区带172相比具有更大的到有源区域15的外边界177的距离。第一背侧发射极区带171包括多个第一区段171-2，每个第一区段包括第二导电类型的第一区1711，第一区1711被布置成与第二负载端子结构12接触。第二背侧发射极区带172包括多个第二区段172-2，每个第二区段包括第二导电类型的第二区1722，第二区1722被布置成与第二负载端子结构12接触。限定沿着至少第一横向方向x的晶格常数的间距p在第一背侧发射极区带171和第二背侧发射极区带172中至少本质上相等。更特别地，在第一背侧发射极区带171和第二背侧发射极区带172中间距p是相同的。第一背侧发射极区带171不同于第二背侧发射极区带172之处在于，第一区段171-2的最小横向延伸x2大于第二区段172-2的最小横向延伸x2'。在本实施例中，第一背侧发射极区带171不同于第二背侧发射极区带172之处在于，第一区1711的最小横向延伸x2大于第二区1722的最小横向延伸x2'。在当前情况下，第一区段171-2和/或第一区1711呈现圆形配置。在当前情况下，第二区段172-2和/或第二区1722呈现圆形配置。
119.在图16a至图16c中，示出功率半导体器件1的另一实施例。图16b是图16a的摘录部e2的详细视图。图16a至图16c示出功率半导体器件1，包括：具有前侧10-1和背侧10-2的半导体本体10；耦合到前侧10-1的第一负载端子结构11以及耦合到背侧10-2的第二负载端子结构12；半导体本体10的有源区域15，其被配置用于传导在第一负载端子结构11和第二负载端子结构12之间的负载电流；半导体本体10的漂移区100，漂移区100具有第一导电类型并且被配置用于传导负载电流。
120.特别是，图16a至图16c示出半导体本体10的背侧区17的水平横截面，背侧区17被布置在背侧10-1处并且在有源区域15内部包括第二背侧发射极区带172。第二背侧发射极区带172包括多个第二区段172-2，每个第二区段包括第二导电类型的第二区1722，第二区1722被布置成与第二负载端子结构12接触并且每个第二区具有最小横向延伸x100、x101、x102、x103、x104。沿着假想直线l1，对于至少三个邻近的第二区段172-2，它们的最小横向延伸x100-x104严格地单调增加。
121.根据图16a至图16b中描绘的实施例，第二区段172-2和/或第二区1722呈现圆形或圆状配置。描绘了五个示例性第二区段172-2的最小横向尺寸。最小横向延伸x100、x101、x102、x103、x104随着到有源区域的外边界177的距离增加而增加。换句话说，第二区段172-2的最小横向尺寸可以在有源区域15的几何中间呈现最大值。最小横向延伸可以对应为如下：x100《x101《x102《x103《x104。对于五个示例性第二区段172-2而言间距p是恒定的。五个示例性第二区段172-2是根据均匀的晶格布置的。对于五个示例性第二区段172-2而言距边界177的距离d(x10n)可以随着最小横向延伸而增加。五个示例性第二区段172-2距边界177的距离d(x10n)可以对应为如下：d(x100)＜d(x101) ＜d(x102)＜d(x103)＜d(x104)。
122.根据图16c中描绘的实施例，第二区段172-2和/或第二区1722呈现条带形状配置。条带的条带形状配置可以是直的，或者如在图16c中描绘那样，条带形状的第二区段172-2和/或第二区1722中的每个可以形成闭合的环(其仅被描绘在图16c中的摘录部中)。描绘了三个示例性第二区段172-2的最小横向尺寸。最小横向延伸x100、x101、x102随着到有源区域的外边界177的距离增加而增加。换句话说，第二区段172-2的最小横向尺寸可以在有源
区域15的几何中心中呈现最大值。最小横向延伸可以对应为如下：x100＜x101＜x102。对于三个示例性第二区段172-2而言间距p可以是恒定的或沿着假想线l1变化。三个示例性第二区段172-2是根据均匀的晶格布置的。对于三个示例性第二区段172-2而言距边界177的距离d(x10n)可以随着最小横向延伸增加而增加。三个示例性第二区段172-2距边界177的距离d(x10n)可以对应为如下：d(x100)＜d(x101)＜d(x102)。
123.图15a、图16a或图16c中描绘的功率半导体器件1各自呈现第三区173。图17a至图17d示出针对功率半导体器件1的边缘终止的不同实施例。图17a至图17d中的每个分别示出根据第三区173的不同实施例的图15a或图16a的摘录部e3的详细视图。第三区173可以在横向上围绕第二背侧发射极区带172。第三区173可以是功率半导体器件1的边缘终止区的一部分或与其重叠。第三背侧区带173可以被布置在布置于前侧10-1处的栅极流道电极下方。第三背侧区带173的横向延伸x6可以达到漂移区100的竖向厚度z1的至少0.5倍。
124.根据图17a和图17b，分别在图15a或图16a中描绘的功率半导体器件1的第三区173包括第一导电类型的一个区1731和以交替顺序布置成与第二负载端子结构12接触的第二导电类型的多个区1732。第二导电类型的区1732具有至多50μm的最小横向延伸。第二导电类型的区1732可以具有最小横向延伸，其是第二区段172-2和/或第二区1722的最小横向延伸x1'、x2'、x100-x104的至多1/5、至多1/10或者至多1/15。根据图17a和图17b，第二导电类型的区1732呈现圆形配置。
125.根据图17a和图17b，分别在图15a或图16a中描绘的功率半导体器件1的第三区173包括以交替顺序布置成与第二负载端子结构12接触的第一导电类型的多个区1731和第二导电类型的多个区1732。第一导电类型的区1731和第二导电类型的区1732这两者都呈现条带形状配置。形成区1731和区1732的每个条带在横向上围绕第二背侧发射极区带172。
126.根据图17b和图17c，分别在图15a或图16a中描绘的功率半导体器件1进一步包括将第二背侧发射极区带172与第三背侧区带173横向地分离开的间隔物区175。间隔物区175的最小横向延伸x7达到漂移区100的竖向厚度z1的至少0.5倍。间隔物区175在横向上围绕第二背侧发射极区带172。
127.根据图17d，分别在图15a或图16a中描绘的功率半导体器件1的第三区173仅包括第一导电类型的单个区1731。替换地并且仅根据图17d，单个区1731可以呈现第二导电配置。第一导电类型——或者或仅根据图17d——第二导电类型的单个区1731与第二负载端子结构12接触。第一导电类型——或者仅根据图17d——第二导电类型的单个区1731在横向上围绕第二背侧发射极区带172。
128.以上，对与功率半导体器件相关的实施例进行了解释。
129.例如，这些半导体器件可以基于硅(si)。因此，单晶半导体区或层，例如半导体本体10及其区/区带，例如区等，可以是单晶si区或si层。在其它实施例中，可以采用多晶硅或非晶硅。
130.然而，应当理解，半导体本体10及其区/区带可以由适合于制造半导体器件的任何半导体材料制成。仅举几例来说，这样的材料的示例包括但是不限制于：元素半导体材料，诸如硅(si)或锗(ge)；iv族化合物半导体材料，诸如碳化硅(sic)或硅锗(sige)；二元、三元或四元iii-v族半导体材料，诸如氮化镓(gan)、砷化镓(gaas)、磷化镓(gap)、磷化铟(inp)、磷化铟镓(ingap)、氮化铝镓(algan)、氮化铝铟(alinn)、氮化铟镓(ingan)、氮化铝镓铟
(algainn)或磷化铟镓砷(ingaasp)；以及二元或三元ii-vi族半导体材料，诸如碲化镉(cdte)和碲镉汞(hgcdte)。上面提到的半导体材料也被称为“同质结半导体材料”。当组合两种不同的半导体材料时，形成异质结半导体材料。异质结半导体材料的示例包括但是不限制于：氮化铝镓(algan)-氮化铝镓铟(algainn)、氮化铟镓(ingan)-氮化铝镓铟(algainn)、氮化铟镓(ingan)-氮化镓(gan)、氮化铝镓(algan)-氮化镓(gan)、氮化铟镓(ingan)-氮化铝镓(algan)、硅-碳化硅(si
xc1-x
)和硅-sige异质结半导体材料。对于功率半导体开关应用而言，目前主要使用si、sic、gaas和gan材料。
131.为了易于描述而使用诸如“下方”、“下面”、“下部”、“上方”和“上部”等的空间相对术语来解释一个要素相对于第二要素的定位。这些术语旨在涵盖除了与各图中描绘的那些不同的不同定向之外的相应的器件的不同定向。进一步地，诸如“第一”、“第二”等的术语也被用于描述各种要素、区、区段等，并且也不意图进行限制。贯穿于描述，同样的术语指代同样的要素。
132.如在此使用的那样，术语“具有”、“包含”、“包括”、“包括有”和“呈现”等是开放式术语，其指示所声明的要素或特征的存在但是不排除附加的要素或特征。
133.在谨记上面的变化和应用的范围的情况下，应当理解，本发明不受前述描述限制，也不受随附附图限制。相反，本发明仅受随后的权利要求及其法律等同物限制。