rc igbt和制造rc igbt的方法
技术领域
1.本说明书涉及rc igbt的实施例并且涉及制造rc igbt的方法的实施例。
背景技术：
2.现代器件在汽车、消费和工业应用中的许多功能（诸如转换电能和驱动电动机或电机）依赖于功率半导体开关。例如，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（举几个例子）已经用于各种应用场合，包括但不限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半导体本体，该半导体本体被配置成沿着器件的两个负载端子之间的负载电流路径传导正向负载电流。
4.此外，在可控功率半导体器件例如晶体管的情况下，负载电流路径可以借助于通常被称为栅电极的绝缘电极来控制。例如，在从例如驱动器单元接收到对应的控制信号时，控制沟槽电极可以将功率半导体器件设置在正向传导状态和阻断状态之一中。在一些情况下，栅电极可以被包括在功率半导体开关的沟槽内，其中，该沟槽可以呈现例如条状配置或针状配置。
5.一些功率半导体器件还提供逆导性；在逆导状态期间，功率半导体器件传导反向负载电流。这样的器件可以被设计成使得正向负载电流能力（在幅度方面）基本上与反向负载电流能力相同。
6.提供正向和反向负载电流能力的典型器件是逆导（rc）igbt。通常，对于rc igbt，正向传导状态例如通过向栅电极提供对应的信号而是可控的，而逆导状态通常是不可控的，但是，由于rc igbt中的一个或多个二极管结构，如果在负载端子处存在反向电压，那么rc igbt自动地采取（assume）逆导状态。
7.当然，可以借助于单独的二极管（例如，反并联连接到常规（非逆导）igbt的二极管）来提供反向电流能力。
8.然而，在本文中描述的实施例涉及igbt结构和二极管结构单片地集成在同一芯片中的变型。
9.rc igbt的典型设计目标是有效使用有源区，即rc igbt的用于正向和反向负载电流传导的区域。
技术实现要素：
10.根据实施例，rc igbt包括：有源区，具有igbt区段和与所述igbt区段分开的二极管区段；半导体本体，形成有源区的部分并且具有第一侧和第二侧；在所述第一侧处的第一负载端子和在所述第二侧处的第二负载端子；在所述第一侧处的控制端子，其中，所述控制端子与所述半导体本体电绝缘并且包括在所述有源区中与所述二极管区段横向重叠的控制端子指状物。rc igbt还包括沿着垂直方向延伸到半导体本体中的多个控制沟槽。每个控制沟槽具有控制沟槽电极，所述控制沟槽电极电连接到所述控制端子并且被配置成控制所
述igbt区段中的所述第一负载端子与所述第二负载端子之间的负载电流。多个控制沟槽中的至少一个延伸到igbt区段和二极管区段中。至少基于在二极管区段中布置成与控制端子指状物接触的导电构件，建立所述至少一个控制沟槽的控制沟槽电极和控制端子之间的电连接。
11.根据另一实施例，一种制造rc igbt的方法包括形成以下组件：有源区，具有igbt区段和与所述igbt区段分开的二极管区段；半导体本体，形成有源区的部分并且具有第一侧和第二侧；在所述第一侧处的第一负载端子和在所述第二侧处的第二负载端子；在所述第一侧处的控制端子，其中，所述控制端子与所述半导体本体电绝缘并且包括在所述有源区中与所述二极管区段横向重叠的控制端子指状物。rc igbt制造方法还包括形成沿着垂直方向延伸到半导体本体中的多个控制沟槽。每个控制沟槽具有控制沟槽电极，所述控制沟槽电极电连接到所述控制端子并且被配置成控制所述igbt区段中的所述第一负载端子与所述第二负载端子之间的负载电流。多个控制沟槽中的至少一个延伸到igbt区段和二极管区段中。至少基于在二极管区段中布置成与控制端子指状物接触的导电构件，建立所述至少一个控制沟槽的控制沟槽电极和控制端子之间的电连接。
12.本领域技术人员在阅读以下详细描述时并在查看附图时将会认识到附加特征和优点。
附图说明
13.附图中的部件不一定按比例绘制，相反重点在于示出本发明的原理。此外，在附图中，相同的附图标记指定对应的部件。在附图中：图1示意性地且示例性地示出示例性rc igbt的水平投影的区段；图2示意性地且示例性地示出示例性rc igbt的水平投影的区段；图3根据一个或多个实施例示意性地且示例性地示出示例性rc igbt的水平投影的区段；图4根据一个或多个实施例示意性地且示例性地更详细示出由图3示出的示例性rc igbt的水平投影的区段aa'；图5根据一个或多个实施例示意性地且示例性地示出图4中示出的rc igbt的垂直截面bb'的区段；图6根据一个或多个实施例示意性地且示例性地示出图4中示出的rc igbt的垂直截面cc'的区段的三个变型；图7根据一个或多个实施例示意性地且示例性地示出图4中示出的rc igbt的垂直截面dd'的区段；图8根据一个或多个实施例示意性地且示例性地分别示出图4中示出的rc igbt的垂直截面ee'和ff'的区段；图9根据一个或多个实施例示意性地且示例性地示出图4中示出的rc igbt的变型的垂直截面的区段；图10根据一个或多个实施例示意性地且示例性地示出图4中示出的rc igbt的垂直截面bb'的区段；图11根据一个或多个实施例示意性地且示例性地示出图10中示出的配置的变型；
图12根据一个或多个实施例示意性地且示例性地示出图10中示出的配置的另一变型；图13-17每个根据一个或多个实施例示意性地且示例性地示出图4中示出的配置的相应变型；以及图18根据一个或多个实施例示意性地且示例性地示出rc igbt的垂直截面的区段。
具体实施方式
14.在以下详细描述中，参考附图，所述附图形成详细描述的部分并且在所述附图中作为说明示出了可以实践本发明的具体实施例。
15.在这方面，诸如“顶部”、“底部”、“下方”、“前面”、“后面”、“后侧”“前”、“后”、“上方”等的方向术语可以参考所描述的附图的取向来使用。因为实施例的部件可以以许多不同的取向定位，所以方向术语被用于说明的目的而决不是限制性的。要理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以利用其他实施例并且可以进行结构或逻辑改变。因此，以下详细描述不要以限制性的含义来理解，并且本发明的范围由所附权利要求来限定。
16.现在将详细参考各种实施例，在附图中示出所述实施例的一个或多个示例。每个示例都是作为解释而提供的，并不意味着限制本发明。例如，作为一个实施例的部分示出或描述的特征可以用在其他实施例上或与其他实施例结合使用以产生又一实施例。旨在本发明包括这样的修改和变化。使用具体语言来描述这些示例，这不应被解释为限制所附权利要求的范围。附图没有按比例绘制，并且仅用于说明性目的。为了清楚起见，如果没有另外阐述，则在不同的附图中相同的元件或制造步骤由相同的附图标记来指定。
17.本说明书中使用的术语“水平”旨在描述基本上平行于半导体衬底的或半导体结构的水平表面的取向。这可以是例如半导体晶片或管芯或芯片的表面。例如，在本文中提到的第一横向方向x和第二横向方向y可以是水平方向的，其中，第一横向方向x和第二横向方向y可以彼此垂直。
18.本说明书中使用的术语“垂直”旨在描述基本上布置成垂直于水平表面（即平行于半导体晶片/芯片/管芯的表面的法线方向）的取向。例如，在本文中提到的垂直方向z可以是与第一横向方向x和第二横向方向y垂直的延伸方向。
19.在本说明书中，n掺杂被称为“第一导电类型”，而p掺杂被称为“第二导电类型”。备选地，可以采用相反的掺杂关系，使得第一导电类型可以是p掺杂的而第二导电类型可以是n掺杂的。
20.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端子或金属化或电极与半导体器件的部分或部件之间存在低欧姆电连接或低欧姆电流路径。此外，在本说明书的上下文中，术语“接触”旨在描述在相应半导体器件的两个元件之间存在直接物理连接；例如，彼此接触的两个元件之间的过渡不包括另一中间元件等。
21.此外，在本说明书的上下文中，如果没有另外阐述，则术语“电绝缘”在其一般有效理解的上下文中被使用，并且因此旨在描述两个或更多组件彼此分开定位并且不存在连接
21或每个二极管区段1-22。例如，如果提供多于一个igbt区段1-21，则每个igbt区段1-21可以被同样配置（其中，例如，igbt区段1-21可以在总横向延伸上彼此不同或者呈现相同的总横向延伸）。因此，如果提供多个二极管区段1-22，则每个二极管区段1-22可以被等同样配置（其中，例如，二极管区段1-22可以在总横向延伸上彼此不同或者呈现相同的总横向延伸）。
43.如图1和2中示出的，相应rc igbt 1'在其前侧处具有第一负载端子11以及与其分开（参见图1和2中的交叉阴影区域，其指示可以用或可以不用绝缘材料填充的间隙）的控制端子13。第一负载端子可以是rc igbt 1'的发射极端子，并且因此被配置用于正向和反向负载电流传导。相比之下，控制端子13可以是rc igbt 1'的栅极端子并且被配置用于基于控制信号至少控制正向负载电流。在这些示例中，控制端子13也布置在前侧处。控制端子13包括基本上根据有源区1-2的横向周长布置的控制端子流道133和延伸到有源区1-2中的控制端子指状物。
44.根据图1和2，控制端子13与布置在控制沟槽（图1和2中未示出）中的控制沟槽电极电连接，所述控制沟槽可以例如通过沿着第一横向方向x从控制端子流道133的区段延伸到控制端子指状物132的区段而与二极管区段1-22的示出条状配置平行地布置。但是，控制沟槽通常不延伸到二极管区段1-22中。即，控制沟槽电极和控制端子13之间的电连接建立在二极管区段1-22的外部。
45.因此，控制端子指状物132延伸到有源区1-2中，且在那里不与二极管区段1-22横向重叠。
46.通常，在有源区1-2的与控制端子指状物132的垂直投影相对应的部分中，不可能有效使用有源区1-2。在控制端子指状物132下方，在第一负载端子11与半导体本体之间通常不存在垂直延伸的电导体。
47.图3根据一个或多个实施例示意性地且示例性地示出示例性rc igbt 1的水平投影的区段。在那里，与图1和2中示出的示例性rc igbt 1'相比，改变有源区1-2内的控制端子13与（下面进一步更详细描述的）控制沟槽的控制沟槽电极之间的电连接的设计。否则，上面已经描述的所有内容可以同样适用于下面特别关于图3至18现在将描述的实施例。
48.下面，也将参考：-图4，根据一个或多个实施例示意性地且示例性地更详细示出由图3示出的示例性rc igbt 1的水平投影的区段aa'，图5，根据一个或多个实施例示意性地且示例性地示出图4中示出的rc igbt 1的垂直截面bb'的区段；-图6，根据一个或多个实施例示意性地且示例性地示出图4中示出的rc igbt 1的垂直截面cc'的区段的三种变型，-图7，根据一个或多个实施例示意性地且示例性地示出图4中示出的rc igbt 1的垂直截面dd'的区段；-图8，根据一个或多个实施例示意性地且示例性地分别示出图4中示出的rc igbt 1的垂直截面ee'和ff'的区段；-图9，根据一个或多个实施例示意性地且示例性地示出图4中示出的rc igbt 1的变型的垂直截面的区段；-图10，根据一个或多个实施例示意性地且示例性地示出图4中示出的rc igbt 1的垂直截面bb'的区段；-图11，根据一个或多个实施例示意性地且示例性地示出图10中示出的配置的变型；-图12，根据一个或多个实施例示意性地且示例性地示出图10中示出的配置的另一变型；-图13-17，每个根据一个或多个实施例示意性地且示例性地示出图4中示出的配置的相应变型；以及-图18，根据一个或多个实施例示意性地且示例性地示出rc igbt的垂直截面的区段。
49.根据这些实施例，rc igbt 1包括：有源区1-2，具有至少一个igbt区段1-21以及与至少一个igbt区段1-21分开的至少一个二极管区段1-22；半导体本体10，形成有源区1-2的部分并且具有第一侧110和第二侧120；在第一侧110处的第一负载端子11和在第二侧120处的第二负载端子12；在所述第一侧110处的控制端子13，其中，所述控制端子13与半导体本体10电绝缘并且包括在有源区1-2中与二极管区段1-22横向重叠的控制端子指状物132。所述rc igbt 1还包括沿着垂直方向z延伸到所述半导体本体10中的多个控制沟槽14。每个控制沟槽14具有控制沟槽电极141，其电连接到控制端子13并且被配置成控制igbt区段1-21中的第一负载端子11和第二负载端子12之间的负载电流。多个控制沟槽14中的至少一个延伸到igbt区段1-21和二极管区段1-22中。至少基于在二极管区段1-22中布置成与控制端子指状物132接触的导电构件131来建立所述至少一个控制沟槽14的控制沟槽电极141与控制端子13之间的电连接。
50.在描述基于导电构件131的、至少一个控制沟槽14的控制沟槽电极141和控制端子13之间的电连接的方面之前，将解释rc igbt 1的实施例的另外示例性特征。
51.例如，参考图5，rc igbt 1的半导体本体10可以具有所述第一侧（在本文中也称为前侧）110和第二侧（在本文中也称为后侧）120。前侧110和后侧120可以垂直地终止半导体本体10。
52.半导体本体10的厚度可以被限定为在有源区1-2中沿着垂直方向z在前侧110与后侧120之间的距离。
53.在横向方向上，半导体本体10可以由边缘1-4终止（如上面关于图1-3所述）。此外，前侧110和后侧120可以沿着第一横向方向x和第二横向方向y横向延伸。例如，前侧110和后侧120可以形成半导体本体10的相应的基本上水平的表面。
54.在实施例中，igbt区段1-21在第一横向方向x或第二横向方向y中的至少一个方向上的总横向延伸总计（amount to）半导体本体厚度的至少50%。igbt区段1-21的总横向延伸也可以大于厚度的50%，例如，大于厚度的2倍，或者甚至大于厚度的5倍。
55.在实施例中，一个或多个二极管区段1-22中的每一个在第一横向方向x或第二横向方向y中的至少一个上的总横向延伸总计半导体本体厚度或至少漂移区100的厚度。二极管区段1-22的总横向延伸也可以大于半导体本体厚度。例如，一个或多个二极管区段1-22中的每一个的水平区域具有沿着第一横向方向x和/或沿着第二横向方向y的最小横向延伸，其总计半导体本体厚度的至少50%或漂移区厚度的至少50%。
56.此外，二极管区段1-22可以呈现条状配置，根据所述条状配置，其在第一和第二横向方向中的一个（x或y）上的延伸是其在第一和第二横向方向中的另一个（y或x）上的延伸的至少三倍、五倍或至少十倍。
57.控制指状物132也可以呈现条状配置，根据该条状配置，其在第一和第二横向方向中的一个（x或y）上的延伸是其在第一和第二横向方向中的另一个（y或x）上的延伸的至少五倍、至少十倍、至少二十倍或甚至至少四十倍。同时，如图3中示出的，二极管区段1-22的较小横向延伸可以是控制指状物132在相同横向方向上的对应较小横向延伸的至少三倍或四倍或五倍；在那里，二极管区段1-22和控制指状物132在第一横向方向上具有基本相同的较长横向延伸并且在第二横向方向y上具有显著较小的横向延伸，其中，控制指状物132在第二横向方向上的横向延伸显著小于二极管区段1-22的对应横向延伸。
58.如上所述，第一负载端子11和控制端子13可以在半导体本体前侧110处，并且第二负载端子12可以在半导体本体后侧120处。
59.igbt区段1-21被配置成：例如（在n沟道igbt的情况下）如果第二负载端子12处的电位大于第一负载端子11处的电位，在第一负载端子11和第二负载端子12之间传导正向负载电流。正向负载电流因此可以被认为是igbt负载电流。
60.二极管区段1-22被配置成：例如如果第二负载端子12处的电位低于第一负载端子11处的电位，在第一负载端子11和第二负载端子12之间传导二极管负载电流（在本文中也称为“反向负载电流”）。二极管负载电流因此可被认为是反向负载电流。
61.在实施例中，传导二极管负载电流的二极管区段1-22与传导正向负载电流的igbt区段1-21在空间上分开。如上所述，二极管区段1-22不是igbt区段1-21的部分，而是与其分开，并且例如不包括电连接到第一负载端子11的第一导电类型的任何源极区101；相反，根据一些实施例，二极管区段1-22是有源区1-2的“大的仅二极管区”。然而，igbt区段1-21可以被布置成与二极管区段1-22相邻或直接邻接。
62.例如，在实施例中，在半导体本体10中形成的正向（igbt）负载电流的路径和在半导体本体10中形成的二极管负载电流的路径在空间上彼此未显著地重叠。例如，没有正向（igbt）负载电流或小于20%或甚至小于10%的正向（igbt）负载电流流过（一个或多个）二极管区段1-22。
63.此外，在实施例中，当改变提供给下述控制沟槽电极141的控制信号时，二极管区段1-22中的电流流动改变小于50%，或小于30%，或甚至小于20%。例如二极管区段1-22独立于控制信号。例如，二极管区段1-22可以被配置成使得一旦第二负载端子12处的（典型极性的）电位比第一负载端子11处的电位低（至少低二极管区段内部阈值电压），二极管区段1-22就传导二极管负载电流，而不管提供给igbt区段1-21的控制信号如何，即不管控制沟槽电极141的电流电位如何。
64.根据通常与rc igbt相关联的术语，控制端子13可以是栅极端子，第一负载端子11可以是发射极端子，并且第二负载端子12可以是集电极端子。
65.例如，第一负载端子11包括前侧金属化和/或第二负载端子12包括后侧金属化。在前侧110处，半导体本体10可以与前侧金属化局部地交界（interface）。在后侧120处，半导体本体10可以与后侧金属化交界。
66.在实施例中，第一负载端子11（例如，所述前侧金属化）与有源区1-2重叠，即沿着
第一横向方向x和/或第二横向方向y和/或其组合与有源区1-2重叠。应当注意，第一负载端子11可以被横向地结构化，例如以便在前侧110处建立与半导体本体10的局部接触。例如，如图4和5中示例性示出的，所述局部接触可以借助于第一和第二接触插塞111、112来建立，所述第一和第二接触插塞111、112穿透绝缘结构以便接触形成在半导体本体10中的台面17、18和包括在源极沟槽16中的源极沟槽电极161。例如，所述局部接触可以借助于穿过绝缘结构的接触孔来建立。
67.类似地，在实施例中，第二负载端子12（例如，所述后侧金属化）与有源区1-2重叠，即沿着第一横向方向x和/或第二横向方向y和/或其组合与有源区1-2重叠。应当注意，第二负载端子12例如未结构化，而是在半导体本体后侧120处同质地且单片地形成，例如以便在后侧120处建立与半导体本体10的横向同质接触（即，连续接触表面）。这种同质结构也可以在第二负载端子12与边缘终止区1-3重叠的区中实现。
68.例如，有源区1-2的横向边界由（一个或多个）igbt区段1-21和/或（一个或多个）二极管区段1-22的最外面的功率单元的横向边界限定。因此，有源区1-2的横向边界可以限定在前侧110处（参见图1）。例如，用于使得能够传导二极管负载电流和正向负载电流的所有功能元件存在于rc igbt 1的有源区1-2中，例如，包括第一负载端子11的至少部分（例如，其前侧金属接触，例如，第一接触插塞111中的一个或多个）、（一个或多个）源极区101、本体区102（或者分别地，阳极区1061、1062）、漂移区100、igbt发射极区103、二极管发射极区104和第二负载端子12（例如，其后侧金属），如下面将更详细解释的。
69.此外，根据实施例，有源区1-2与边缘终止区1-3之间的横向过渡（沿着第一或第二横向方向x、y或其组合）可以仅仅沿着垂直方向z延伸。如上所述，有源区1-2的横向边界可以限定在前侧110处，并且因此可以在后侧120处理论上观察到这样限定的横向边界沿着垂直方向z的垂直投影。
70.现在还更详细地参照图8和9，多个沟槽可以延伸到半导体本体10中。这些沟槽可以包括一个或多个控制沟槽14、一个或多个虚设沟槽和/或一个或多个源极沟槽16。
71.rc igbt 1可以呈现具体沟槽台面图案，其中，应当理解，可以采用如所示出的图案的其他图案。在下文中将描述示例性沟槽设计和台面设计的方面。
72.例如，参考图4，除了控制沟槽14之外，rc igbt 1可以包括沿着垂直方向z延伸到半导体本体10中的源极沟槽16，其中，每个源极沟槽16具有电连接到第一负载端子11的源极沟槽电极161，并且至少延伸到igbt区段1-21和二极管区段1-22中的一个中。
73.沟槽14、16在空间上限制多个台面。例如，多个沟槽14、16呈现相应的条状配置，并且根据具体沟槽台面图案而彼此横向相邻布置。
74.例如，rc igbt 1可以包括作为半导体本体10的部分的多个第一类型台面17，其中，每个第一类型台面17电连接到第一负载端子11并且例如至少在igbt区段1-21中由控制沟槽14中的至少一个横向限制。例如，第一类型台面17具有在二极管区段1-21中的具有二极管配置的二极管区段和在igbt区段1-21中的具有igbt配置的igbt区段。即，根据第一类型台面17是布置在igbt区段1-21中还是在二极管区段1-22中，它可以用作二极管台面或用作igbt台面，这将在下面更详细地描述。
75.例如，rc igbt 1还可以包括作为半导体本体10的部分的多个第二类型台面18，其中，每个第二类型台面18可以由源极沟槽16中的相应两个横向限制。例如，第二类型台面18
不具有igbt配置。例如，第二类型台面18可以是“仅二极管”台面或虚设台面，这将在下面进一步解释。
76.沟槽沿着第一横向方向x彼此平行地布置，并且沿着垂直方向z延伸到半导体本体10中。每个沟槽可以具有沿着第二横向方向y从有源区1-2（参见图3）的横向周长的相应第一区段朝向与相应第一区段相对的横向周长的相应第二区段延伸的条状配置。如所述，每个沟槽可以容纳相应的沟槽电极141、161，其可以或可以不电连接到限定的电位，例如，电连接到控制端子13或第一负载端子11中的一个的电位。例如，虚设沟槽的沟槽电极是电浮置的，例如，不连接到限定的电位。即，沟槽电极的电位可以彼此不同。在实施例中，不实现虚设沟槽；即，rc igbt 1于是包括主要以控制沟槽14和源极沟槽16的形式的沟槽。
77.沟槽电极141、161通过相应的沟槽绝缘体142、162与半导体本体10隔离。
78.两个相邻的沟槽可以在半导体本体10中限定相应的台面。台面包括第一类型台面17和第二类型台面18以及可选地包括虚设台面。
79.例如，每个沟槽14、16可以具有条状配置，意味着相应的沟槽长度（例如，沿着第二横向方向y）远大于相应的沟槽宽度（例如，沿着第一横向方向x）。因此，每个台面17、18也可以具有条状配置。
80.沟槽电极141可以电连接到控制端子13，并且因此被称为控制沟槽电极141。经由控制端子13，可以向控制沟槽电极141提供所述控制信号。
81.如果提供可选的虚设沟槽，则可以电浮置的沟槽电极（或其子集）因此被称为浮置沟槽电极。在另一实施例中，虚设沟槽的沟槽电极（或其子集）电连接到控制端子13，但不直接控制负载电流的传导，因为没有电连接的源极区101（连接到第一负载端子11）被布置成与相应的虚设沟槽相邻。在又一实施例中，虚设沟槽（或其子集）的沟槽电极连接到与控制端子13的电位不同且与第一负载端子11的电位不同的电位。
82.源极沟槽16的沟槽电极161可以电连接到第一负载端子11，并且因此被称为源极沟槽电极161。
83.每一沟槽类型可以在沿着第一横向方向x的宽度和沿着垂直方向z的深度（例如，前侧110与沟槽底部之间的距离）和/或沿着第二横向方向y的长度方面具有相等的尺寸。
84.igbt区段1-21可以包括多个igbt单元，每个igbt单元具有特定沟槽图案，即具体类型的沟槽的横向序列（沿着第一横向方向x），例如一个或多个控制沟槽14、零个或多个虚设沟槽、以及零个或多个源极沟槽16和零个或多个其他沟槽。
85.类似地，一个或多个二极管区段1-22中的每一个可以包括多个二极管单元，每个二极管单元具有特定沟槽图案，即具体类型的沟槽的横向序列，例如零个或多个虚设沟槽、一个或多个源极沟槽16和/或零个或多个其他沟槽。
86.可以提供：igbt区段1-21和二极管区段1-22中的沟槽根据相同的间距彼此相邻地横向布置；例如，根据实施例，台面宽度（即，两个相邻沟槽之间沿着第一横向方向x的距离）在区段1-21和1-22之间不改变。
87.在实施例中，台面宽度可以总计不超过半导体本体厚度的1/30或不超过半导体本体厚度的1/60。
88.而且，在实施例中，沟槽14、16可以每个呈现相同的沟槽深度（总垂直延伸）。例如，台面宽度总计不超过沟槽深度的50%或不超过沟槽深度的30%。
89.在实施例中，台面宽度可以总计不超过10μm，或者不超过5μm，或者不超过1μm。例如，在后一种情况下，相邻沟槽因此彼此横向移位不超过1μm。
90.如上所述，台面宽度对于区段1-21和1-22可以是相同的，或台面宽度在区段之间变化。在另一实施例中，igbt区段1-21中的台面宽度小于二极管区段1-22中的台面宽度的80%、小于二极管区段1-22中的台面宽度的65%或甚至小于二极管区段1-22中的台面宽度的50%。例如，沟槽电极141、161的总平均密度对于区段1-21和1-22也可以是相同的。然而，沟槽图案，例如不同类型的沟槽的布置，可以在区段1-21和1-22之间变化。一个示例性变化是igbt区段1-21中的控制沟槽电极141的密度是二极管区段1-22中的控制沟槽电极141的密度（其可以甚至总计零）的至少两倍高。
91.在说明性示例中，igbt区段1-21中的沟槽电极141、161的总数是120，并且40个沟槽电极是控制沟槽电极141，产生1/3的控制沟槽电极密度。例如，二极管区段1-22中的沟槽电极的总数是五十，并且不超过五个沟槽电极是控制沟槽电极141，产生不超过1/10的控制沟槽电极密度。
92.在实施例中，二极管区段1-22中的沟槽的沟槽电极的至少50%电连接到第一负载端子11，即，二极管区段1-22中的沟槽的沟槽电极的至少50%是源极沟槽16的源极沟槽电极161。在实施例中，二极管部分1-22中的每个沟槽电极是源沟槽电极141。
93.在实施例中，igbt区段1-21中的沟槽的沟槽电极的至少50%电连接到第一负载端子11，即，igbt区段1-21中的沟槽的沟槽电极的至少50%是源极沟槽16的源极沟槽电极161。
94.例如，二极管区段1-22中的沟槽电极的大部分是源极沟槽电极161。此外，二极管区段1-22中的第二类型台面18中的所有或一些可以例如借助于第一接触插塞111电连接到第一负载端子11。
95.现在参考图5至9，rc-igbt 1还包括第一导电类型的漂移区100，该漂移区100形成在半导体本体10中并且延伸到二极管区段1-22和igbt区段1-21中。
96.第二导电类型的本体区102形成在第一类型台面17中，并且第二导电类型的阳极区1061、1062可以形成在第一类型台面17和第二类型台面18中。本体区102的至少部分电连接到第一负载端子11。本体区102可以形成与第一导电类型的台面子区段的pn结。
97.此外，二极管区段1-22和igbt区段1-21中的至少一个中的一个或多个台面（未示出）可以不电连接到第一负载端子11以便形成“虚设台面”，即，那些台面不用于负载电流传导，既不用于正向负载电流传导也不用于反向负载电流传导。
98.在igbt区段1-21中，第一导电类型的源极区101布置在前侧110处并且电连接到第一负载端子11。源极区101例如仅局部地提供在igbt区段1-21中并且例如不延伸到二极管区段1-22中。
99.本体区102可以被布置成例如借助于第一接触插塞111与第一负载端子11电接触。在igbt区段1-21的每个igbt单元中，此外可以提供第一导电类型的源极区101中的至少一个，其被布置成例如也借助于第一接触插塞111与第一负载端子11电接触。
100.半导体本体10的较大部分被形成为漂移区100，该漂移区100具有第一导电类型并且可以与本体区102交界并且与本体区102形成pn结1021。本体区102将源极区101与漂移区100隔离。在本文中，术语“本体区102”是指在前侧110处电连接到第一负载端子11的第二导电类型的半导体区。区102延伸到igbt区段1-21中，并且阳极区1061、1062延伸到二极管区
段1-22中。例如在掺杂剂浓度、掺杂剂剂量、掺杂剂分布和/或空间延伸方面，igbt区段1-21中的本体区102的实施方式可以不与二极管区段1-22中的阳极区1061、1062的实施方式不同或者可以与二极管区段1-22中的阳极区1061、1062的实施方式不同。
101.在接收到例如由未示出的栅极驱动器单元提供的控制信号时，每个控制沟槽电极141可以在本体区102的与相应的控制沟槽电极141相邻的区段中引起反型沟道。因此，多个igbt单元中的每一个可以被配置成传导第一负载端子11和第二负载端子12之间的正向负载电流的至少部分。
102.在实施例中，漂移区100沿着垂直方向z延伸，直到它并入到场阻止层108中（参见图11），其中，场阻止层108也具有第一导电类型，但是与漂移区100相比呈现更高的掺杂剂剂量。场阻止层108通常具有比漂移区100显著更小的厚度。
103.漂移区100或者场阻止层108（如果存在的话）沿着垂直方向z延伸，直到例如邻接igbt区段1-21的igbt发射极区103或者二极管区段1-22的二极管发射极区104。至少在半导体本体10的横向延伸的一些部分（其中，根据一些实施例，不存在igbt发射极区103或者二极管发射极区104）中，漂移区100或者场阻止层108分别可以邻接第二负载端子12或者另一可选半导体区。
104.二极管发射极区104具有第一导电类型，并且电连接到第二负载端子12并且例如借助于场阻止层108耦合到漂移区100。
105.igbt发射极区103具有第二导电类型，并且电连接到第二负载端子12并且例如借助于场阻止层108耦合到漂移区100。
106.例如，在本文中提到的漂移区厚度是沿着垂直方向z在igbt区段1-21的第一类型台面17中的一个台面的pn结1021与在漂移区和场阻止层108之间的过渡之间的距离，其中，所述过渡可以例如位于如下垂直水平，在该垂直水平处掺杂剂浓度沿着垂直方向z增加到至少两倍。
107.igbt区段1-21的igbt发射极区103和二极管区段1-22的二极管发射极区104可以被布置成与第二负载端子12电接触。
108.总体上，igbt发射极区103可以用作第二导电类型的发射极。此外，igbt发射极区103在一些实施例中不包括第一导电类型的任何区段，其呈现通常在10
16
cm-3
至10
20
cm-3
的范围内的相当高的掺杂剂浓度；相反，根据一些实施例，二极管阴极区104仅仅形成在二极管区段1-22中。在其他实施例中，igbt发射极区103可以例如仅在igbt发射极区103的特定子区段中包括第一导电类型的一个或多个区段。
109.在实施例中，漂移区100的平均掺杂剂浓度可以在10
12
cm-3
至10
14
cm-3
的范围内。
110.在实施例中，igbt区段1-21中的每个源极区101的掺杂剂浓度可以在10
19
cm-3
至10
21
cm-3
的范围内。
111.在实施例中，本体区102的掺杂剂浓度可以在10
16
cm-3
至10
18
cm-3
的范围内。如上所述，例如，igbt区段1-21中的本体区102的掺杂剂浓度可以等于或不同于二极管区段1-22中的阳极区1061、1062的掺杂剂浓度。
112.在实施例中，（可选的）场阻止层108的掺杂剂浓度可以在10
14
cm-3
至3
×
10
16
cm-3
的范围内。
113.在实施例中，igbt发射极区103的掺杂剂浓度可以在10
16
cm-3
至10
18
cm-3
的范围内。
然而，在实施例中，净掺杂剂浓度可以沿着igbt发射极区103的横向延伸而变化（并且甚至改变是极性）。
114.在实施例中，二极管发射极区104的掺杂剂浓度可以在10
19
cm-3
至10
21
cm-3
的范围内。然而，在实施例中，净掺杂剂浓度可以沿着二极管发射极区104的横向延伸而变化（并且甚至改变是极性）。
115.应当注意，所示出的沟槽图案仅为示例性的；其他沟槽图案是可能的。
116.在实施例中，二极管区段1-22未配备有源极区101，例如至少未配备有与控制沟槽14中的相应一个相邻布置的源极区101。例如，在二极管区段1-22中，不存在电连接到第一负载端子11的第一导电类型的掺杂半导体区。相反，为了在二极管区段1-22中形成二极管配置以传导二极管负载电流，仅阳极区1061、1062电连接到第一负载端子11，其中，阳极区1061、1062与例如漂移区100形成pn结，并且其中，在所述pn结下方并且沿着垂直方向z朝向第二负载端子12，存在未被第二导电类型的任何另外区中断的仅第一导电类型的半导体路径。
117.如上所述，根据实施例，与二极管区段1-22相比，igbt区段1-21包括至少一个igbt单元，其中，源极区101的区段连接到第一负载端子11并且布置成与控制沟槽14中的一个相邻并且通过本体区102与漂移区100隔离。例如，igbt区段1-21的横向边界由（一个或多个）最外面的igbt单元的横向边界限定。因此，igbt区段1-21的横向边界可以限定在前侧110处。该横向边界可以是最外面的源极区101限定。例如，用于使得能够传导正向/igbt负载电流的所有功能元件存在于功率半导体器件1的igbt区段1-21的垂直投影中，例如，包括至少第一负载端子11（例如，其前侧金属接触，例如，第一接触插塞111中的一个或多个）、（一个或多个）源极区101、本体区102、漂移区100、igbt发射极区103和第二负载端子12（例如，其后侧金属）。此外，所述功能元件可以沿着igbt区段1-21的整个横向延伸而延伸。
118.在实施例中，所述第一接触插塞111是功率半导体器件1的接触插塞结构的部分。每个第一接触插塞111可以被配置成建立与台面17、18中的一个的接触，以便将该台面17/18电连接到第一负载端子11。如所示出的，每个第一接触插塞111可以沿着垂直方向z从前侧110延伸到相应台面17/18中。
119.代替第一接触插塞111，也可以使用平面接触来建立台面17、18与第一负载端子11之间的电连接。同样适用于第二接触插塞。
120.例如，根据图3，rc igbt 1包括四个二极管区段1-22，并且四个控制端子指状物1-32被提供，每个控制端子指状物1-32如所示出的那样延伸到四个二极管区段1-22中的相应一个二极管区段中。沟槽14、16（参见图4以及下列等等）可以具有条状配置，但是例如垂直于控制指状物132和二极管区段1-22的条状配置延伸。
121.代替具有矩形水平周长的二极管区段1-22，也可以提供不同形状的二极管区段1-22，例如圆形二极管区段。
122.不管（一个或多个）二极管区段1-22的形状如何，可以确保每个二极管区段1-22的横向周长的至少50%或至少80%被（一个或多个）igbt区段1-21围绕。例如，如果二极管区段1-22被放置在有源区1-2中的某处而不与边缘终止区1-3相交，则相应二极管区段1-22的横向周长的甚至100%可以被igbt区段1-21围绕。
123.例如，所提出的设计允许使用控制端子指状物132的区域作为有源区域。
124.关于图4，将描述用于基于导电构件131建立至少一个控制沟槽14的控制沟槽电极141和控制端子13之间的电连接的第一实施方式。
125.图4示出igbt区段1-21的部分和相邻的二极管区段1-22的部分。第一负载端子11延伸到igbt区段1-21和二极管区段1-22中。在二极管区段1-22中，也存在控制端子指状物132，但是与负载端子11间隔开距离d（也参见图5）。控制指状物132可以具有在第一横向方向x上延伸的条状配置，而沟槽14、16可以具有在第二横向方向y上延伸的条状配置。
126.根据示例性示出的沟槽台面图案，每个控制沟槽14（容纳相应的控制沟槽电极141）被相应的两个相邻源极沟槽16（容纳相应的源极沟槽电极161）横向地侧面相接（flank）。每一对控制沟槽14和源极沟槽16横向限制第一类型台面17之一，而每一对源极沟槽16横向限制第二类型台面18之一。
127.此外，根据图4中示出的实施例，沟槽台面图案对于二极管区段1-22和igbt区段1-21是相同的。
128.关于随后的附图，现在将描述沟槽电极141和161与台面17和18的接触。
129.例如，参考示出沿着线bb'（即穿过第一类型台面17之一）的垂直截面的图5，第一类型台面17基于第一接触插塞111电连接到第一负载端子11。第一接触塞111（图4中未示出）在一侧与第一负载端子11接触，并且在另一侧与igbt区段1-21中的第一类型台面17的本体区102和二极管区段1-22中的第一类型台面17的第一阳极区1061接触。即，第一接触塞111可以延伸到二极管区段1-22和igbt区段1-21中，并且如上所述，第一类型台面17在igbt区段1-21中具有igbt配置（其中第一类型台面17还包括图5中未示出的源极区101），并且在二极管区段1-22中，第一类型台面17具有没有源极区101的二极管配置。在二极管区段1-22中，第一阳极区1061例如基于绝缘层191与控制端子指状物132电绝缘。
130.在第一类型台面17中，本体区102和第一阳极区1061具有相同的导电类型（例如，第二导电类型）并且形成连续的半导体区。然而，本体区102可以具有比第一阳极区1061大的掺杂剂浓度和/或可以沿着垂直方向比第一阳极区1061延伸得更远。
131.本体区102可以呈现在5
×
10
12
cm-2
至1
×
10
14
cm-2
的范围内的掺杂剂剂量。
132.第一阳极区1061可以呈现在1
×
10
12
cm-2
至1
×
10
14
cm-2
的范围内、或者在1
×
10
12
cm-2
至2
×
10
13
cm-2
的范围内、或者在1
×
10
13
cm-2
至1
×
10
14
cm-2
的范围内的掺杂剂剂量。
133.如在本文中使用的，术语半导体区的平均掺杂剂浓度涉及空间平均掺杂剂浓度，例如掺杂剂的数量除以区的体积。如在本文中使用的，术语掺杂剂剂量涉及沿着垂直方向z积分的掺杂剂浓度。
134.现在参考图6的变型（1）至（3）（其每个示出沿着图4中指示的线cc'（即穿过控制沟槽14之一）的垂直截面），控制沟槽电极141基于绝缘层191与第一负载端子11分开，并且基于控制沟槽绝缘体142与半导体本体10分开。
135.根据变型（1），至少一个控制沟槽14的控制沟槽电极141在二极管区段1-22中与控制端子指状物132横向重叠。此外，导电构件131然后例如形成为控制接触插塞1311，该控制接触插塞1311沿着垂直方向z从控制端子指状物132延伸到控制沟槽电极141的与控制端子指状物132横向重叠的部分。即，控制接触插塞1311布置在二极管区段1-22中，这也针对图4中的两个其他控制沟槽14示出。
136.例如，所述至少一个控制沟槽14（其与二极管区段1-22中的控制端子指状物132电
连接）可以从igbt区段1-21的第一部分（例如，图3，在附图标记a）横向延伸以穿过二极管区段1-22并延伸到igbt区段1-21的另一部分（例如，图3，在附图标记a"）中，其中，igbt区段1-21的所述部分两个都被布置成与二极管区段1-22相邻。
137.通常，延伸到二极管区段1-22中的控制沟槽电极141可以用作集成电阻器，这可以节省某一附加芯片面积。集成电阻器的值可以通过适当选择二极管区段14中的控制沟槽14的数量以及它们在到控制端子指状物132的连接与igbt区段1-21中的控制沟槽部分141之间的长度（例如，通过二极管区段1-22中的控制沟槽电极141的总体积的量）来控制。例如，还可以通过在控制端子指状物132下方提供蜿蜒状结构或其他绕组来调整电阻器。
138.然而，这里，应当已经理解，将控制沟槽电极141与控制端子指状物132电连接并不一定要求每个控制沟槽电极141都延伸到二极管区段1-22中。如下面将进一步描述，控制沟槽电极141中的仅子集或仅一个延伸到二极管区段1-22中可能就足够。
139.如图6的变型（2）和（3）中示出的，甚至可以提供：控制沟槽电极141不延伸到二极管区段1-22中。例如，在这种情况下，至少一个控制沟槽14的控制沟槽电极141在二极管区段1-22中不与控制端子指状物132横向重叠。例如，在igbt区段1-21与二极管区段1-22之间的过渡处，控制沟槽电极141邻接导电构件131的布置在绝缘层191上方的部分。导电构件131的所述部分于是可以是平面的，并且从控制端子指状物132朝向igbt区段1-21横向延伸并且在第一侧110处的绝缘层191上方延伸，如图6的变型（2）和（3）中示出的。在这些情况下，甚至控制电极可以是未布置在控制沟槽14中的平面电极（这里未示出）。因此，所提出的连接方案不一定要求igbt区段1-21中的控制电极是沟槽电极。如变型（2）和（3）中示出的，控制沟槽电极141可以分别稍微延伸到二极管区段1-22中（参见变型（2））或者终止于igbt区段1-21中（参见变型（3））。在后一种情况下，控制沟槽电极141不与二极管发射极区104横向重叠。
140.现在参考示出沿着图4中指示的线dd'（即穿过源极沟槽16之一）的垂直截面的图7，源极沟槽电极161基于绝缘层191与控制端子指状物132分开，并且基于源极沟槽绝缘体162与半导体本体10分开。在该示例中，源极沟槽16的源极沟槽电极161基于第二接触插塞112之一电连接到二极管区段1-22中的第一负载端子11，如也针对图4中的四个其他源极沟槽16所示出的。备选地或另外，第二接触插塞112之一可以放置在igbt区段1-21中。
141.为了进一步便于理解图4的示例性实施例，图8示出igbt区段1-21沿着图4中指示的线ee'（部分（1））和ff'（部分（2））的两个横截面。线ee'和ff'垂直于线cc'、bb'和dd'。上面已经描述了沟槽台面图案。第一类型台面17和第二类型台面18基于相应的第一接触插塞111（图4中未示出）电连接到第一负载端子。仅第一类型台面17包括源极区101。第二类型台面18不包括源极区101。与本体区102不同，源极区101仅沿着第二横向方向y局部提供，如所示出的：在线ee'处，在第一类型台面17中存在源极区101，并且在线ff'处，在第一类型台面17中不存在源极区101。源极区101的尺寸确定和定位取决于rc igbt 1的目标应用。
142.图9示出上面参考图8解释的接触方案的变型。例如，参考变型（1）——对应于图8的变型（1）——代替第一和第二接触插塞111和112或者除了第一和第二接触插塞111和112之外，宽接合接触114可以用于电接触源极沟槽电极161和相邻台面。例如，一个接合接触114可以电接触两个相邻源极沟槽16的源极沟槽电极161以及在两个相邻源极沟槽16之间的第二类型台面18和与其相邻的两个第一类型台面17。例如，参考变型（2）——对应于图8
的变型（2）——代替第一接触插塞111或者除了第一接触插塞111之外，可以使用平坦接触115来电接触第一和第二类型台面17、18。例如，平坦接触115大致终止于半导体本体10的前侧110，并且不延伸到台面部分中。
143.图10示出沿着图4中示出的线bb'（即穿过第一类型台面17之一）的垂直截面。已经关于图5描述的内容同样适用于图10。图10示出在第一类型台面17的延伸到二极管区段1-22中的部分中的阳极区1061的变型。例如，阳极区包括与第一负载端子11横向重叠的第一部分1061（也称为第一阳极区1061）和与第一部分1061接触的与控制端子指状物132横向重叠的第二部分1062（也称为第二阳极区1062）。例如，本体区102、第一阳极区1021和第二阳极区1062所有具有第二导电类型，并且形成连续区。但是，区102、1061和1062的掺杂剂浓度以及在垂直方向z上的总延伸可以不同。
144.例如，第二部分（第二阳极区）1062的掺杂剂剂量是第一部分（第一阳极区）1061的掺杂剂剂量的至少10倍。
145.这里，应当注意：特别关于本体区102和阳极区1061、1062，第二类型台面18可以呈现与第一类型台面17相同的配置；唯一的区别在于第二类型台面18未配备有源极区101。
146.第二阳极区1062可以呈现在1
×
10
12
cm-2
至1
×
10
14
cm-2
的范围内、或者在1
×
10
12
cm-2
至2
×
10
13
cm-2
的范围内、或者在1
×
10
13
cm-2
至5
×
10
14
cm-2
的范围内的掺杂剂剂量。
147.例如，第二阳极区1062的平均掺杂剂浓度在第一阳极区1061的平均掺杂剂浓度的50%至1000%的范围内。因此，第二阳极区1062的平均掺杂剂浓度与第一阳极区1061的平均掺杂剂浓度相比可以是相同的、更小的或更大的。选择哪个变型可以例如取决于二极管区段1-22的指定发射极效率。
148.此外，第一阳极区1061的平均掺杂剂浓度与本体区102的平均掺杂剂浓度相比可以更低。这里注意，直接在第一接触塞111下方，可以例如通过注入来放置高掺杂接触区。本体区102以及第一和第二阳极区1061、1062的掺杂剂剂量和平均掺杂剂浓度被限定而不对这些高掺杂接触区进行掺杂。
149.第一和第二阳极区1061和1062之间的掺杂剂浓度的差异可以考虑到第二阳极区1062可以与控制端子指状物132横向重叠；即，在第二阳极区1062中，由于在第二阳极区1062和第一负载端子11之间没有垂直延伸的连接，可能存在横向电压降。
150.例如，阳极区的第二部分（第二阳极区）1062分别从第一负载端子11或从第一接触插塞111中的相邻一个横向移位至少500nm或至少2μm（参见图10中示出的距离d）。由此，根据一些实施例，可以确保：期望的发射极效率主要基于第一阳极区1061来限定，所述第一阳极区1061基于接触插塞111电连接到第一负载端子11；并且同时，基于在控制端子指状物132下方的较高掺杂第二阳极区1062来确保低横向电压降。
151.图11示出沿着图4中示出的bb'线（即穿过第一类型台面17之一）的垂直截面。已经关于图10描述的内容同样适用于图11。图11示出变型，其中，上述的场阻止层108实现在第二侧120处。场阻止层108可以延伸到二极管区段1-22和igbt区段1-21中，例如以便邻接第二导电类型的igbt发射极区103和第一导电类型的二极管发射极区104。图11还示出第二阳极区1062的变型；因此，第二阳极区1062可以终止在控制指状物132下方，并且漂移区100例如在绝缘层191处邻接前侧110。
152.图12示出沿着图4中示出的bb'线（即穿过第一类型台面17之一）的垂直截面。已经
关于图11与场阻止层108有关描述的内容同样适用于图12。图12示出后侧发射极的变型。例如，二极管区段1-22不仅包括与第二负载端子12电接触的二极管发射极区104，而且还包括与第二负载端子12电接触的第二导电类型的子区1031。子区1031和二极管发射极区104可以沿着第二横向方向y以交替的方式布置，如示出的。另外，提供与第二负载端子12电接触的第二导电类型的子区1031借助于从子区1031到漂移区100中的电荷载流子注入而允许在二极管换向期间的更平滑切换行为。
153.图13-17每个根据一个或多个实施例示意性地且示例性地示出图4中示出的配置的相应变型。如果没有另外阐述，上面已经描述的所有内容同样适用于图13-17。
154.如上所述，每个控制沟槽14延伸到二极管区段1-22中不是必需的。例如，为了减少控制信号对逆导属性的影响，可能期望在二极管区段1-22中仅存在少量的总控制沟槽电极141。例如，在二极管区段1-22中没有或仅有“很小的控制沟槽电极电位”可以实现二极管区段1-22基本上独立于提供给控制沟槽电极的控制信号。而且，rc igbt 1将具有较少的总栅极电荷，这在某些配置中可能是期望的。
155.例如，参见图13中示出的两个变型（1）和（2），基于二极管区段122和igbt区段1-21之间的交叉沟槽15，可以提供：仅子集或甚至仅一个控制沟槽14延伸到二极管区段1-22和igbt区段1-21中。该至少一个控制沟槽14的控制沟槽电极141可以电连接到控制端子指状物132，如上面例如关于图6所解释的。
156.交叉沟槽15包括电连接到控制端子13的交叉沟槽电极151，其中，所述至少一个控制沟槽14从二极管区段1-22（例如，横向地）延伸以邻接交叉沟槽15。相同的控制沟槽14（变型（1））或另一控制沟槽14（变型（2））然后可以从交叉沟槽15延伸到igbt区段1-21中。例如，多个控制沟槽14中的其他控制沟槽邻接交叉沟槽15并终止在交叉沟槽15中。控制沟槽14被布置成垂直于交叉沟槽15。
157.所述至少一个控制沟槽的控制沟槽电极141可以电连接到交叉沟槽电极151；所述两个沟槽电极151和141可以被布置以便形成相交。备选地，参见变型（2），在igbt区段1-21内，可以不存在从二极管区段1-22延伸的至少一个控制沟槽14的直接/“线性”延续，即，至少一个控制沟槽14也终止在交叉沟槽15处，并且基于至少一个控制沟槽14的横向移位版本来建立到二极管区段1-22中的延伸。如示出的，剩余控制沟槽14的控制沟槽电极141邻接到交叉沟槽电极151中并在那里终止。当然，源极沟槽电极161不邻接到交叉沟槽15中，而是与交叉沟槽15分开地终止。作为其他沟槽电极，交叉沟槽电极151基于交叉沟槽绝缘体152而与半导体本体分开。
158.交叉沟槽15可以被布置以便与第一负载端子11重叠。例如，交叉沟槽15被布置的区域可以被视为二极管区段1-22与igbt区段1-21之间的过渡区域。
159.在图13中，二极管区段1-22中的沟槽台面图案因此可以不同于igbt区段1-21中的沟槽台面图案。例如，除了所述至少一个控制沟槽14之外，二极管区段仅包括源极沟槽16。此外，如图14（其还示出用于电连接第一和第二类型台面17、18的第一接触插塞111）中示出的，二极管区段1-22中的整个沟槽密度与igbt区段1-21中的沟槽密度相比可以更小，例如在二极管区段1-22中产生较宽的第二类型台面。在那里，第二类型台面18（或其部分）不电连接到第一负载端子，由此形成虚设台面。
160.图15根据一个或多个实施例示意性地且示例性地示出图4中示出的配置的又一变
型。二极管区段1-22的设计可以与图14中示出的相同，但是在igbt区段1-21中，与图14的变型相比，第二类型台面18也基于第一接触插塞111电连接到第一负载端子11。如上面进一步描述的，图14中示出的那些非连接台面不用于负载电流传导，既不用于正向负载电流传导也不用于反向负载电流传导，且因此可以被认为是虚设台面。
161.图16中示出的变型主要对应于图15中示出的变型，不同在于二极管区段1-22中的第二类型台面18的不同接触方案（如上所述，第二类型台面18可以呈现与二极管区段1-22中的第一类型台面17相同的配置，即具有带有阳极区1061（以及可选地1062）的二极管配置）。在那里，代替使用第一接触插塞111，采用考虑到二极管区段1-22中的较大台面宽度的较宽接触117。
162.如图17中示出的，这些较宽接触117不仅可以用于接触第二类型台面18，而且还用作共享接触以便也接触二极管区段1-22中的源极沟槽电极161。类似地，在igbt区段1-21中，已经关于图9的变型（1）描述的所述宽接合接触114可以用于电接触两个相邻源极沟槽16的源极沟槽电极161以及在两个相邻源极沟槽16之间的第二类型台面18和与两个相邻源极沟槽16相邻的两个第一类型台面17。
163.图18根据一个或多个其他实施例示意性地且示例性地示出rc igbt 1的垂直截面的区段。在那里，两个控制端子指状物132延伸到二极管区段1-22中。控制端子指状物132与第一负载端子11在二极管区段1-22中的部分例如至少分开相应的距离d。在控制端子指状物132下方，二极管区段1-22可以呈现第二阳极区1062，其中例如出于上面所解释的原因，该第二阳极区1062与基于第一接触插塞111而电连接到第一负载端子11的第一阳极区1061相比可以具有更大的掺杂剂浓度。
164.在本文中还提出一种制造rc igbt的方法。制造rc igbt的方法包括形成以下组件：有源区，具有igbt区段和与所述igbt区段分开的二极管区段；半导体本体，形成有源区的部分并且具有第一侧和第二侧；在所述第一侧处的第一负载端子和在所述第二侧处的第二负载端子；在所述第一侧处的控制端子，其中，所述控制端子与所述半导体本体电绝缘并且包括在所述有源区中与所述二极管区段横向重叠的控制端子指状物。rc igbt制造方法还包括形成沿着垂直方向延伸到半导体本体中的多个控制沟槽。每个控制沟槽具有控制沟槽电极，所述控制沟槽电极电连接到所述控制端子并且被配置成控制所述igbt区段中的所述第一负载端子与所述第二负载端子之间的负载电流。多个控制沟槽中的至少一个延伸到igbt区段和二极管区段中。至少基于在二极管区段中布置成与控制端子指状物接触的导电构件，建立所述至少一个控制沟槽的控制沟槽电极和控制端子之间的电连接。
165.rc igbt制造方法的实施例对应于上面提出的rc igbt 1的实施例。
166.在上面中，解释涉及rc igbt和对应的制造方法的实施例。例如，这些rc igbt是基于硅（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。在其他实施例中，可以采用多晶硅或非晶硅。例如，掺杂剂浓度和掺杂剂剂量的上述值与选择si作为半导体本体10的材料的实施例相关。
167.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。这种材料的例子包括而不限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半导体材料诸如氮化镓（gan）、砷化镓（gaas）、氮化铝镓（algan）和氮化铝铟（alinn）。对于功率半导体
开关应用来说，目前主要使用si、sic、gaas和gan材料。
168.例如，对于选择sic作为半导体本体10的材料的实施例来说，可能需要适配掺杂剂浓度和掺杂剂剂量的上述值。例如，在sic的情况下，与上述的剂量和浓度的值相比，掺杂剂浓度增加到十倍或100倍，并且掺杂剂剂量增加到三倍与十倍之间。
169.为了便于描述，使用诸如“下面”、“下方”、“下”、“上方”、“上”等的空间相对术语来解释一个元件相对于第二元件的定位。这些术语旨在涵盖除了与附图中所描绘的那些不同的取向之外的相应器件的不同取向。此外，诸如“第一”、“第二”等的术语也用于描述各种元件、区、区段等，并且也不旨在是限制性的。在整个说明书中，相同的术语是指相同的元件。
170.如在本文中使用的，术语“具有”、“含有”、“包含”、“包括”、“呈现”等是开放式术语，其指示存在所阐述的元件或特征，但不排除附加元件或特征。
171.考虑到上述范围的变化和应用，应当理解，本发明不由前面描述限制，也不受附图限制。作为代替，本发明仅由所附权利要求及其合法等效物来限制。
技术领域
1.本说明书涉及rc igbt的实施例并且涉及制造rc igbt的方法的实施例。
背景技术：
2.现代器件在汽车、消费和工业应用中的许多功能（诸如转换电能和驱动电动机或电机）依赖于功率半导体开关。例如，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（举几个例子）已经用于各种应用场合，包括但不限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半导体本体，该半导体本体被配置成沿着器件的两个负载端子之间的负载电流路径传导正向负载电流。
4.此外，在可控功率半导体器件例如晶体管的情况下，负载电流路径可以借助于通常被称为栅电极的绝缘电极来控制。例如，在从例如驱动器单元接收到对应的控制信号时，控制沟槽电极可以将功率半导体器件设置在正向传导状态和阻断状态之一中。在一些情况下，栅电极可以被包括在功率半导体开关的沟槽内，其中，该沟槽可以呈现例如条状配置或针状配置。
5.一些功率半导体器件还提供逆导性；在逆导状态期间，功率半导体器件传导反向负载电流。这样的器件可以被设计成使得正向负载电流能力（在幅度方面）基本上与反向负载电流能力相同。
6.提供正向和反向负载电流能力的典型器件是逆导（rc）igbt。通常，对于rc igbt，正向传导状态例如通过向栅电极提供对应的信号而是可控的，而逆导状态通常是不可控的，但是，由于rc igbt中的一个或多个二极管结构，如果在负载端子处存在反向电压，那么rc igbt自动地采取（assume）逆导状态。
7.当然，可以借助于单独的二极管（例如，反并联连接到常规（非逆导）igbt的二极管）来提供反向电流能力。
8.然而，在本文中描述的实施例涉及igbt结构和二极管结构单片地集成在同一芯片中的变型。
9.rc igbt的典型设计目标是有效使用有源区，即rc igbt的用于正向和反向负载电流传导的区域。
技术实现要素：
10.根据实施例，rc igbt包括：有源区，具有igbt区段和与所述igbt区段分开的二极管区段；半导体本体，形成有源区的部分并且具有第一侧和第二侧；在所述第一侧处的第一负载端子和在所述第二侧处的第二负载端子；在所述第一侧处的控制端子，其中，所述控制端子与所述半导体本体电绝缘并且包括在所述有源区中与所述二极管区段横向重叠的控制端子指状物。rc igbt还包括沿着垂直方向延伸到半导体本体中的多个控制沟槽。每个控制沟槽具有控制沟槽电极，所述控制沟槽电极电连接到所述控制端子并且被配置成控制所
述igbt区段中的所述第一负载端子与所述第二负载端子之间的负载电流。多个控制沟槽中的至少一个延伸到igbt区段和二极管区段中。至少基于在二极管区段中布置成与控制端子指状物接触的导电构件，建立所述至少一个控制沟槽的控制沟槽电极和控制端子之间的电连接。
11.根据另一实施例，一种制造rc igbt的方法包括形成以下组件：有源区，具有igbt区段和与所述igbt区段分开的二极管区段；半导体本体，形成有源区的部分并且具有第一侧和第二侧；在所述第一侧处的第一负载端子和在所述第二侧处的第二负载端子；在所述第一侧处的控制端子，其中，所述控制端子与所述半导体本体电绝缘并且包括在所述有源区中与所述二极管区段横向重叠的控制端子指状物。rc igbt制造方法还包括形成沿着垂直方向延伸到半导体本体中的多个控制沟槽。每个控制沟槽具有控制沟槽电极，所述控制沟槽电极电连接到所述控制端子并且被配置成控制所述igbt区段中的所述第一负载端子与所述第二负载端子之间的负载电流。多个控制沟槽中的至少一个延伸到igbt区段和二极管区段中。至少基于在二极管区段中布置成与控制端子指状物接触的导电构件，建立所述至少一个控制沟槽的控制沟槽电极和控制端子之间的电连接。
12.本领域技术人员在阅读以下详细描述时并在查看附图时将会认识到附加特征和优点。
附图说明
13.附图中的部件不一定按比例绘制，相反重点在于示出本发明的原理。此外，在附图中，相同的附图标记指定对应的部件。在附图中：图1示意性地且示例性地示出示例性rc igbt的水平投影的区段；图2示意性地且示例性地示出示例性rc igbt的水平投影的区段；图3根据一个或多个实施例示意性地且示例性地示出示例性rc igbt的水平投影的区段；图4根据一个或多个实施例示意性地且示例性地更详细示出由图3示出的示例性rc igbt的水平投影的区段aa'；图5根据一个或多个实施例示意性地且示例性地示出图4中示出的rc igbt的垂直截面bb'的区段；图6根据一个或多个实施例示意性地且示例性地示出图4中示出的rc igbt的垂直截面cc'的区段的三个变型；图7根据一个或多个实施例示意性地且示例性地示出图4中示出的rc igbt的垂直截面dd'的区段；图8根据一个或多个实施例示意性地且示例性地分别示出图4中示出的rc igbt的垂直截面ee'和ff'的区段；图9根据一个或多个实施例示意性地且示例性地示出图4中示出的rc igbt的变型的垂直截面的区段；图10根据一个或多个实施例示意性地且示例性地示出图4中示出的rc igbt的垂直截面bb'的区段；图11根据一个或多个实施例示意性地且示例性地示出图10中示出的配置的变型；
图12根据一个或多个实施例示意性地且示例性地示出图10中示出的配置的另一变型；图13-17每个根据一个或多个实施例示意性地且示例性地示出图4中示出的配置的相应变型；以及图18根据一个或多个实施例示意性地且示例性地示出rc igbt的垂直截面的区段。
具体实施方式
14.在以下详细描述中，参考附图，所述附图形成详细描述的部分并且在所述附图中作为说明示出了可以实践本发明的具体实施例。
15.在这方面，诸如“顶部”、“底部”、“下方”、“前面”、“后面”、“后侧”“前”、“后”、“上方”等的方向术语可以参考所描述的附图的取向来使用。因为实施例的部件可以以许多不同的取向定位，所以方向术语被用于说明的目的而决不是限制性的。要理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以利用其他实施例并且可以进行结构或逻辑改变。因此，以下详细描述不要以限制性的含义来理解，并且本发明的范围由所附权利要求来限定。
16.现在将详细参考各种实施例，在附图中示出所述实施例的一个或多个示例。每个示例都是作为解释而提供的，并不意味着限制本发明。例如，作为一个实施例的部分示出或描述的特征可以用在其他实施例上或与其他实施例结合使用以产生又一实施例。旨在本发明包括这样的修改和变化。使用具体语言来描述这些示例，这不应被解释为限制所附权利要求的范围。附图没有按比例绘制，并且仅用于说明性目的。为了清楚起见，如果没有另外阐述，则在不同的附图中相同的元件或制造步骤由相同的附图标记来指定。
17.本说明书中使用的术语“水平”旨在描述基本上平行于半导体衬底的或半导体结构的水平表面的取向。这可以是例如半导体晶片或管芯或芯片的表面。例如，在本文中提到的第一横向方向x和第二横向方向y可以是水平方向的，其中，第一横向方向x和第二横向方向y可以彼此垂直。
18.本说明书中使用的术语“垂直”旨在描述基本上布置成垂直于水平表面（即平行于半导体晶片/芯片/管芯的表面的法线方向）的取向。例如，在本文中提到的垂直方向z可以是与第一横向方向x和第二横向方向y垂直的延伸方向。
19.在本说明书中，n掺杂被称为“第一导电类型”，而p掺杂被称为“第二导电类型”。备选地，可以采用相反的掺杂关系，使得第一导电类型可以是p掺杂的而第二导电类型可以是n掺杂的。
20.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端子或金属化或电极与半导体器件的部分或部件之间存在低欧姆电连接或低欧姆电流路径。此外，在本说明书的上下文中，术语“接触”旨在描述在相应半导体器件的两个元件之间存在直接物理连接；例如，彼此接触的两个元件之间的过渡不包括另一中间元件等。
21.此外，在本说明书的上下文中，如果没有另外阐述，则术语“电绝缘”在其一般有效理解的上下文中被使用，并且因此旨在描述两个或更多组件彼此分开定位并且不存在连接
21或每个二极管区段1-22。例如，如果提供多于一个igbt区段1-21，则每个igbt区段1-21可以被同样配置（其中，例如，igbt区段1-21可以在总横向延伸上彼此不同或者呈现相同的总横向延伸）。因此，如果提供多个二极管区段1-22，则每个二极管区段1-22可以被等同样配置（其中，例如，二极管区段1-22可以在总横向延伸上彼此不同或者呈现相同的总横向延伸）。
43.如图1和2中示出的，相应rc igbt 1'在其前侧处具有第一负载端子11以及与其分开（参见图1和2中的交叉阴影区域，其指示可以用或可以不用绝缘材料填充的间隙）的控制端子13。第一负载端子可以是rc igbt 1'的发射极端子，并且因此被配置用于正向和反向负载电流传导。相比之下，控制端子13可以是rc igbt 1'的栅极端子并且被配置用于基于控制信号至少控制正向负载电流。在这些示例中，控制端子13也布置在前侧处。控制端子13包括基本上根据有源区1-2的横向周长布置的控制端子流道133和延伸到有源区1-2中的控制端子指状物。
44.根据图1和2，控制端子13与布置在控制沟槽（图1和2中未示出）中的控制沟槽电极电连接，所述控制沟槽可以例如通过沿着第一横向方向x从控制端子流道133的区段延伸到控制端子指状物132的区段而与二极管区段1-22的示出条状配置平行地布置。但是，控制沟槽通常不延伸到二极管区段1-22中。即，控制沟槽电极和控制端子13之间的电连接建立在二极管区段1-22的外部。
45.因此，控制端子指状物132延伸到有源区1-2中，且在那里不与二极管区段1-22横向重叠。
46.通常，在有源区1-2的与控制端子指状物132的垂直投影相对应的部分中，不可能有效使用有源区1-2。在控制端子指状物132下方，在第一负载端子11与半导体本体之间通常不存在垂直延伸的电导体。
47.图3根据一个或多个实施例示意性地且示例性地示出示例性rc igbt 1的水平投影的区段。在那里，与图1和2中示出的示例性rc igbt 1'相比，改变有源区1-2内的控制端子13与（下面进一步更详细描述的）控制沟槽的控制沟槽电极之间的电连接的设计。否则，上面已经描述的所有内容可以同样适用于下面特别关于图3至18现在将描述的实施例。
48.下面，也将参考：-图4，根据一个或多个实施例示意性地且示例性地更详细示出由图3示出的示例性rc igbt 1的水平投影的区段aa'，图5，根据一个或多个实施例示意性地且示例性地示出图4中示出的rc igbt 1的垂直截面bb'的区段；-图6，根据一个或多个实施例示意性地且示例性地示出图4中示出的rc igbt 1的垂直截面cc'的区段的三种变型，-图7，根据一个或多个实施例示意性地且示例性地示出图4中示出的rc igbt 1的垂直截面dd'的区段；-图8，根据一个或多个实施例示意性地且示例性地分别示出图4中示出的rc igbt 1的垂直截面ee'和ff'的区段；-图9，根据一个或多个实施例示意性地且示例性地示出图4中示出的rc igbt 1的变型的垂直截面的区段；-图10，根据一个或多个实施例示意性地且示例性地示出图4中示出的rc igbt 1的垂直截面bb'的区段；-图11，根据一个或多个实施例示意性地且示例性地示出图10中示出的配置的变型；-图12，根据一个或多个实施例示意性地且示例性地示出图10中示出的配置的另一变型；-图13-17，每个根据一个或多个实施例示意性地且示例性地示出图4中示出的配置的相应变型；以及-图18，根据一个或多个实施例示意性地且示例性地示出rc igbt的垂直截面的区段。
49.根据这些实施例，rc igbt 1包括：有源区1-2，具有至少一个igbt区段1-21以及与至少一个igbt区段1-21分开的至少一个二极管区段1-22；半导体本体10，形成有源区1-2的部分并且具有第一侧110和第二侧120；在第一侧110处的第一负载端子11和在第二侧120处的第二负载端子12；在所述第一侧110处的控制端子13，其中，所述控制端子13与半导体本体10电绝缘并且包括在有源区1-2中与二极管区段1-22横向重叠的控制端子指状物132。所述rc igbt 1还包括沿着垂直方向z延伸到所述半导体本体10中的多个控制沟槽14。每个控制沟槽14具有控制沟槽电极141，其电连接到控制端子13并且被配置成控制igbt区段1-21中的第一负载端子11和第二负载端子12之间的负载电流。多个控制沟槽14中的至少一个延伸到igbt区段1-21和二极管区段1-22中。至少基于在二极管区段1-22中布置成与控制端子指状物132接触的导电构件131来建立所述至少一个控制沟槽14的控制沟槽电极141与控制端子13之间的电连接。
50.在描述基于导电构件131的、至少一个控制沟槽14的控制沟槽电极141和控制端子13之间的电连接的方面之前，将解释rc igbt 1的实施例的另外示例性特征。
51.例如，参考图5，rc igbt 1的半导体本体10可以具有所述第一侧（在本文中也称为前侧）110和第二侧（在本文中也称为后侧）120。前侧110和后侧120可以垂直地终止半导体本体10。
52.半导体本体10的厚度可以被限定为在有源区1-2中沿着垂直方向z在前侧110与后侧120之间的距离。
53.在横向方向上，半导体本体10可以由边缘1-4终止（如上面关于图1-3所述）。此外，前侧110和后侧120可以沿着第一横向方向x和第二横向方向y横向延伸。例如，前侧110和后侧120可以形成半导体本体10的相应的基本上水平的表面。
54.在实施例中，igbt区段1-21在第一横向方向x或第二横向方向y中的至少一个方向上的总横向延伸总计（amount to）半导体本体厚度的至少50%。igbt区段1-21的总横向延伸也可以大于厚度的50%，例如，大于厚度的2倍，或者甚至大于厚度的5倍。
55.在实施例中，一个或多个二极管区段1-22中的每一个在第一横向方向x或第二横向方向y中的至少一个上的总横向延伸总计半导体本体厚度或至少漂移区100的厚度。二极管区段1-22的总横向延伸也可以大于半导体本体厚度。例如，一个或多个二极管区段1-22中的每一个的水平区域具有沿着第一横向方向x和/或沿着第二横向方向y的最小横向延伸，其总计半导体本体厚度的至少50%或漂移区厚度的至少50%。
56.此外，二极管区段1-22可以呈现条状配置，根据所述条状配置，其在第一和第二横向方向中的一个（x或y）上的延伸是其在第一和第二横向方向中的另一个（y或x）上的延伸的至少三倍、五倍或至少十倍。
57.控制指状物132也可以呈现条状配置，根据该条状配置，其在第一和第二横向方向中的一个（x或y）上的延伸是其在第一和第二横向方向中的另一个（y或x）上的延伸的至少五倍、至少十倍、至少二十倍或甚至至少四十倍。同时，如图3中示出的，二极管区段1-22的较小横向延伸可以是控制指状物132在相同横向方向上的对应较小横向延伸的至少三倍或四倍或五倍；在那里，二极管区段1-22和控制指状物132在第一横向方向上具有基本相同的较长横向延伸并且在第二横向方向y上具有显著较小的横向延伸，其中，控制指状物132在第二横向方向上的横向延伸显著小于二极管区段1-22的对应横向延伸。
58.如上所述，第一负载端子11和控制端子13可以在半导体本体前侧110处，并且第二负载端子12可以在半导体本体后侧120处。
59.igbt区段1-21被配置成：例如（在n沟道igbt的情况下）如果第二负载端子12处的电位大于第一负载端子11处的电位，在第一负载端子11和第二负载端子12之间传导正向负载电流。正向负载电流因此可以被认为是igbt负载电流。
60.二极管区段1-22被配置成：例如如果第二负载端子12处的电位低于第一负载端子11处的电位，在第一负载端子11和第二负载端子12之间传导二极管负载电流（在本文中也称为“反向负载电流”）。二极管负载电流因此可被认为是反向负载电流。
61.在实施例中，传导二极管负载电流的二极管区段1-22与传导正向负载电流的igbt区段1-21在空间上分开。如上所述，二极管区段1-22不是igbt区段1-21的部分，而是与其分开，并且例如不包括电连接到第一负载端子11的第一导电类型的任何源极区101；相反，根据一些实施例，二极管区段1-22是有源区1-2的“大的仅二极管区”。然而，igbt区段1-21可以被布置成与二极管区段1-22相邻或直接邻接。
62.例如，在实施例中，在半导体本体10中形成的正向（igbt）负载电流的路径和在半导体本体10中形成的二极管负载电流的路径在空间上彼此未显著地重叠。例如，没有正向（igbt）负载电流或小于20%或甚至小于10%的正向（igbt）负载电流流过（一个或多个）二极管区段1-22。
63.此外，在实施例中，当改变提供给下述控制沟槽电极141的控制信号时，二极管区段1-22中的电流流动改变小于50%，或小于30%，或甚至小于20%。例如二极管区段1-22独立于控制信号。例如，二极管区段1-22可以被配置成使得一旦第二负载端子12处的（典型极性的）电位比第一负载端子11处的电位低（至少低二极管区段内部阈值电压），二极管区段1-22就传导二极管负载电流，而不管提供给igbt区段1-21的控制信号如何，即不管控制沟槽电极141的电流电位如何。
64.根据通常与rc igbt相关联的术语，控制端子13可以是栅极端子，第一负载端子11可以是发射极端子，并且第二负载端子12可以是集电极端子。
65.例如，第一负载端子11包括前侧金属化和/或第二负载端子12包括后侧金属化。在前侧110处，半导体本体10可以与前侧金属化局部地交界（interface）。在后侧120处，半导体本体10可以与后侧金属化交界。
66.在实施例中，第一负载端子11（例如，所述前侧金属化）与有源区1-2重叠，即沿着
第一横向方向x和/或第二横向方向y和/或其组合与有源区1-2重叠。应当注意，第一负载端子11可以被横向地结构化，例如以便在前侧110处建立与半导体本体10的局部接触。例如，如图4和5中示例性示出的，所述局部接触可以借助于第一和第二接触插塞111、112来建立，所述第一和第二接触插塞111、112穿透绝缘结构以便接触形成在半导体本体10中的台面17、18和包括在源极沟槽16中的源极沟槽电极161。例如，所述局部接触可以借助于穿过绝缘结构的接触孔来建立。
67.类似地，在实施例中，第二负载端子12（例如，所述后侧金属化）与有源区1-2重叠，即沿着第一横向方向x和/或第二横向方向y和/或其组合与有源区1-2重叠。应当注意，第二负载端子12例如未结构化，而是在半导体本体后侧120处同质地且单片地形成，例如以便在后侧120处建立与半导体本体10的横向同质接触（即，连续接触表面）。这种同质结构也可以在第二负载端子12与边缘终止区1-3重叠的区中实现。
68.例如，有源区1-2的横向边界由（一个或多个）igbt区段1-21和/或（一个或多个）二极管区段1-22的最外面的功率单元的横向边界限定。因此，有源区1-2的横向边界可以限定在前侧110处（参见图1）。例如，用于使得能够传导二极管负载电流和正向负载电流的所有功能元件存在于rc igbt 1的有源区1-2中，例如，包括第一负载端子11的至少部分（例如，其前侧金属接触，例如，第一接触插塞111中的一个或多个）、（一个或多个）源极区101、本体区102（或者分别地，阳极区1061、1062）、漂移区100、igbt发射极区103、二极管发射极区104和第二负载端子12（例如，其后侧金属），如下面将更详细解释的。
69.此外，根据实施例，有源区1-2与边缘终止区1-3之间的横向过渡（沿着第一或第二横向方向x、y或其组合）可以仅仅沿着垂直方向z延伸。如上所述，有源区1-2的横向边界可以限定在前侧110处，并且因此可以在后侧120处理论上观察到这样限定的横向边界沿着垂直方向z的垂直投影。
70.现在还更详细地参照图8和9，多个沟槽可以延伸到半导体本体10中。这些沟槽可以包括一个或多个控制沟槽14、一个或多个虚设沟槽和/或一个或多个源极沟槽16。
71.rc igbt 1可以呈现具体沟槽台面图案，其中，应当理解，可以采用如所示出的图案的其他图案。在下文中将描述示例性沟槽设计和台面设计的方面。
72.例如，参考图4，除了控制沟槽14之外，rc igbt 1可以包括沿着垂直方向z延伸到半导体本体10中的源极沟槽16，其中，每个源极沟槽16具有电连接到第一负载端子11的源极沟槽电极161，并且至少延伸到igbt区段1-21和二极管区段1-22中的一个中。
73.沟槽14、16在空间上限制多个台面。例如，多个沟槽14、16呈现相应的条状配置，并且根据具体沟槽台面图案而彼此横向相邻布置。
74.例如，rc igbt 1可以包括作为半导体本体10的部分的多个第一类型台面17，其中，每个第一类型台面17电连接到第一负载端子11并且例如至少在igbt区段1-21中由控制沟槽14中的至少一个横向限制。例如，第一类型台面17具有在二极管区段1-21中的具有二极管配置的二极管区段和在igbt区段1-21中的具有igbt配置的igbt区段。即，根据第一类型台面17是布置在igbt区段1-21中还是在二极管区段1-22中，它可以用作二极管台面或用作igbt台面，这将在下面更详细地描述。
75.例如，rc igbt 1还可以包括作为半导体本体10的部分的多个第二类型台面18，其中，每个第二类型台面18可以由源极沟槽16中的相应两个横向限制。例如，第二类型台面18
不具有igbt配置。例如，第二类型台面18可以是“仅二极管”台面或虚设台面，这将在下面进一步解释。
76.沟槽沿着第一横向方向x彼此平行地布置，并且沿着垂直方向z延伸到半导体本体10中。每个沟槽可以具有沿着第二横向方向y从有源区1-2（参见图3）的横向周长的相应第一区段朝向与相应第一区段相对的横向周长的相应第二区段延伸的条状配置。如所述，每个沟槽可以容纳相应的沟槽电极141、161，其可以或可以不电连接到限定的电位，例如，电连接到控制端子13或第一负载端子11中的一个的电位。例如，虚设沟槽的沟槽电极是电浮置的，例如，不连接到限定的电位。即，沟槽电极的电位可以彼此不同。在实施例中，不实现虚设沟槽；即，rc igbt 1于是包括主要以控制沟槽14和源极沟槽16的形式的沟槽。
77.沟槽电极141、161通过相应的沟槽绝缘体142、162与半导体本体10隔离。
78.两个相邻的沟槽可以在半导体本体10中限定相应的台面。台面包括第一类型台面17和第二类型台面18以及可选地包括虚设台面。
79.例如，每个沟槽14、16可以具有条状配置，意味着相应的沟槽长度（例如，沿着第二横向方向y）远大于相应的沟槽宽度（例如，沿着第一横向方向x）。因此，每个台面17、18也可以具有条状配置。
80.沟槽电极141可以电连接到控制端子13，并且因此被称为控制沟槽电极141。经由控制端子13，可以向控制沟槽电极141提供所述控制信号。
81.如果提供可选的虚设沟槽，则可以电浮置的沟槽电极（或其子集）因此被称为浮置沟槽电极。在另一实施例中，虚设沟槽的沟槽电极（或其子集）电连接到控制端子13，但不直接控制负载电流的传导，因为没有电连接的源极区101（连接到第一负载端子11）被布置成与相应的虚设沟槽相邻。在又一实施例中，虚设沟槽（或其子集）的沟槽电极连接到与控制端子13的电位不同且与第一负载端子11的电位不同的电位。
82.源极沟槽16的沟槽电极161可以电连接到第一负载端子11，并且因此被称为源极沟槽电极161。
83.每一沟槽类型可以在沿着第一横向方向x的宽度和沿着垂直方向z的深度（例如，前侧110与沟槽底部之间的距离）和/或沿着第二横向方向y的长度方面具有相等的尺寸。
84.igbt区段1-21可以包括多个igbt单元，每个igbt单元具有特定沟槽图案，即具体类型的沟槽的横向序列（沿着第一横向方向x），例如一个或多个控制沟槽14、零个或多个虚设沟槽、以及零个或多个源极沟槽16和零个或多个其他沟槽。
85.类似地，一个或多个二极管区段1-22中的每一个可以包括多个二极管单元，每个二极管单元具有特定沟槽图案，即具体类型的沟槽的横向序列，例如零个或多个虚设沟槽、一个或多个源极沟槽16和/或零个或多个其他沟槽。
86.可以提供：igbt区段1-21和二极管区段1-22中的沟槽根据相同的间距彼此相邻地横向布置；例如，根据实施例，台面宽度（即，两个相邻沟槽之间沿着第一横向方向x的距离）在区段1-21和1-22之间不改变。
87.在实施例中，台面宽度可以总计不超过半导体本体厚度的1/30或不超过半导体本体厚度的1/60。
88.而且，在实施例中，沟槽14、16可以每个呈现相同的沟槽深度（总垂直延伸）。例如，台面宽度总计不超过沟槽深度的50%或不超过沟槽深度的30%。
89.在实施例中，台面宽度可以总计不超过10μm，或者不超过5μm，或者不超过1μm。例如，在后一种情况下，相邻沟槽因此彼此横向移位不超过1μm。
90.如上所述，台面宽度对于区段1-21和1-22可以是相同的，或台面宽度在区段之间变化。在另一实施例中，igbt区段1-21中的台面宽度小于二极管区段1-22中的台面宽度的80%、小于二极管区段1-22中的台面宽度的65%或甚至小于二极管区段1-22中的台面宽度的50%。例如，沟槽电极141、161的总平均密度对于区段1-21和1-22也可以是相同的。然而，沟槽图案，例如不同类型的沟槽的布置，可以在区段1-21和1-22之间变化。一个示例性变化是igbt区段1-21中的控制沟槽电极141的密度是二极管区段1-22中的控制沟槽电极141的密度（其可以甚至总计零）的至少两倍高。
91.在说明性示例中，igbt区段1-21中的沟槽电极141、161的总数是120，并且40个沟槽电极是控制沟槽电极141，产生1/3的控制沟槽电极密度。例如，二极管区段1-22中的沟槽电极的总数是五十，并且不超过五个沟槽电极是控制沟槽电极141，产生不超过1/10的控制沟槽电极密度。
92.在实施例中，二极管区段1-22中的沟槽的沟槽电极的至少50%电连接到第一负载端子11，即，二极管区段1-22中的沟槽的沟槽电极的至少50%是源极沟槽16的源极沟槽电极161。在实施例中，二极管部分1-22中的每个沟槽电极是源沟槽电极141。
93.在实施例中，igbt区段1-21中的沟槽的沟槽电极的至少50%电连接到第一负载端子11，即，igbt区段1-21中的沟槽的沟槽电极的至少50%是源极沟槽16的源极沟槽电极161。
94.例如，二极管区段1-22中的沟槽电极的大部分是源极沟槽电极161。此外，二极管区段1-22中的第二类型台面18中的所有或一些可以例如借助于第一接触插塞111电连接到第一负载端子11。
95.现在参考图5至9，rc-igbt 1还包括第一导电类型的漂移区100，该漂移区100形成在半导体本体10中并且延伸到二极管区段1-22和igbt区段1-21中。
96.第二导电类型的本体区102形成在第一类型台面17中，并且第二导电类型的阳极区1061、1062可以形成在第一类型台面17和第二类型台面18中。本体区102的至少部分电连接到第一负载端子11。本体区102可以形成与第一导电类型的台面子区段的pn结。
97.此外，二极管区段1-22和igbt区段1-21中的至少一个中的一个或多个台面（未示出）可以不电连接到第一负载端子11以便形成“虚设台面”，即，那些台面不用于负载电流传导，既不用于正向负载电流传导也不用于反向负载电流传导。
98.在igbt区段1-21中，第一导电类型的源极区101布置在前侧110处并且电连接到第一负载端子11。源极区101例如仅局部地提供在igbt区段1-21中并且例如不延伸到二极管区段1-22中。
99.本体区102可以被布置成例如借助于第一接触插塞111与第一负载端子11电接触。在igbt区段1-21的每个igbt单元中，此外可以提供第一导电类型的源极区101中的至少一个，其被布置成例如也借助于第一接触插塞111与第一负载端子11电接触。
100.半导体本体10的较大部分被形成为漂移区100，该漂移区100具有第一导电类型并且可以与本体区102交界并且与本体区102形成pn结1021。本体区102将源极区101与漂移区100隔离。在本文中，术语“本体区102”是指在前侧110处电连接到第一负载端子11的第二导电类型的半导体区。区102延伸到igbt区段1-21中，并且阳极区1061、1062延伸到二极管区
段1-22中。例如在掺杂剂浓度、掺杂剂剂量、掺杂剂分布和/或空间延伸方面，igbt区段1-21中的本体区102的实施方式可以不与二极管区段1-22中的阳极区1061、1062的实施方式不同或者可以与二极管区段1-22中的阳极区1061、1062的实施方式不同。
101.在接收到例如由未示出的栅极驱动器单元提供的控制信号时，每个控制沟槽电极141可以在本体区102的与相应的控制沟槽电极141相邻的区段中引起反型沟道。因此，多个igbt单元中的每一个可以被配置成传导第一负载端子11和第二负载端子12之间的正向负载电流的至少部分。
102.在实施例中，漂移区100沿着垂直方向z延伸，直到它并入到场阻止层108中（参见图11），其中，场阻止层108也具有第一导电类型，但是与漂移区100相比呈现更高的掺杂剂剂量。场阻止层108通常具有比漂移区100显著更小的厚度。
103.漂移区100或者场阻止层108（如果存在的话）沿着垂直方向z延伸，直到例如邻接igbt区段1-21的igbt发射极区103或者二极管区段1-22的二极管发射极区104。至少在半导体本体10的横向延伸的一些部分（其中，根据一些实施例，不存在igbt发射极区103或者二极管发射极区104）中，漂移区100或者场阻止层108分别可以邻接第二负载端子12或者另一可选半导体区。
104.二极管发射极区104具有第一导电类型，并且电连接到第二负载端子12并且例如借助于场阻止层108耦合到漂移区100。
105.igbt发射极区103具有第二导电类型，并且电连接到第二负载端子12并且例如借助于场阻止层108耦合到漂移区100。
106.例如，在本文中提到的漂移区厚度是沿着垂直方向z在igbt区段1-21的第一类型台面17中的一个台面的pn结1021与在漂移区和场阻止层108之间的过渡之间的距离，其中，所述过渡可以例如位于如下垂直水平，在该垂直水平处掺杂剂浓度沿着垂直方向z增加到至少两倍。
107.igbt区段1-21的igbt发射极区103和二极管区段1-22的二极管发射极区104可以被布置成与第二负载端子12电接触。
108.总体上，igbt发射极区103可以用作第二导电类型的发射极。此外，igbt发射极区103在一些实施例中不包括第一导电类型的任何区段，其呈现通常在10
16
cm-3
至10
20
cm-3
的范围内的相当高的掺杂剂浓度；相反，根据一些实施例，二极管阴极区104仅仅形成在二极管区段1-22中。在其他实施例中，igbt发射极区103可以例如仅在igbt发射极区103的特定子区段中包括第一导电类型的一个或多个区段。
109.在实施例中，漂移区100的平均掺杂剂浓度可以在10
12
cm-3
至10
14
cm-3
的范围内。
110.在实施例中，igbt区段1-21中的每个源极区101的掺杂剂浓度可以在10
19
cm-3
至10
21
cm-3
的范围内。
111.在实施例中，本体区102的掺杂剂浓度可以在10
16
cm-3
至10
18
cm-3
的范围内。如上所述，例如，igbt区段1-21中的本体区102的掺杂剂浓度可以等于或不同于二极管区段1-22中的阳极区1061、1062的掺杂剂浓度。
112.在实施例中，（可选的）场阻止层108的掺杂剂浓度可以在10
14
cm-3
至3
×
10
16
cm-3
的范围内。
113.在实施例中，igbt发射极区103的掺杂剂浓度可以在10
16
cm-3
至10
18
cm-3
的范围内。
然而，在实施例中，净掺杂剂浓度可以沿着igbt发射极区103的横向延伸而变化（并且甚至改变是极性）。
114.在实施例中，二极管发射极区104的掺杂剂浓度可以在10
19
cm-3
至10
21
cm-3
的范围内。然而，在实施例中，净掺杂剂浓度可以沿着二极管发射极区104的横向延伸而变化（并且甚至改变是极性）。
115.应当注意，所示出的沟槽图案仅为示例性的；其他沟槽图案是可能的。
116.在实施例中，二极管区段1-22未配备有源极区101，例如至少未配备有与控制沟槽14中的相应一个相邻布置的源极区101。例如，在二极管区段1-22中，不存在电连接到第一负载端子11的第一导电类型的掺杂半导体区。相反，为了在二极管区段1-22中形成二极管配置以传导二极管负载电流，仅阳极区1061、1062电连接到第一负载端子11，其中，阳极区1061、1062与例如漂移区100形成pn结，并且其中，在所述pn结下方并且沿着垂直方向z朝向第二负载端子12，存在未被第二导电类型的任何另外区中断的仅第一导电类型的半导体路径。
117.如上所述，根据实施例，与二极管区段1-22相比，igbt区段1-21包括至少一个igbt单元，其中，源极区101的区段连接到第一负载端子11并且布置成与控制沟槽14中的一个相邻并且通过本体区102与漂移区100隔离。例如，igbt区段1-21的横向边界由（一个或多个）最外面的igbt单元的横向边界限定。因此，igbt区段1-21的横向边界可以限定在前侧110处。该横向边界可以是最外面的源极区101限定。例如，用于使得能够传导正向/igbt负载电流的所有功能元件存在于功率半导体器件1的igbt区段1-21的垂直投影中，例如，包括至少第一负载端子11（例如，其前侧金属接触，例如，第一接触插塞111中的一个或多个）、（一个或多个）源极区101、本体区102、漂移区100、igbt发射极区103和第二负载端子12（例如，其后侧金属）。此外，所述功能元件可以沿着igbt区段1-21的整个横向延伸而延伸。
118.在实施例中，所述第一接触插塞111是功率半导体器件1的接触插塞结构的部分。每个第一接触插塞111可以被配置成建立与台面17、18中的一个的接触，以便将该台面17/18电连接到第一负载端子11。如所示出的，每个第一接触插塞111可以沿着垂直方向z从前侧110延伸到相应台面17/18中。
119.代替第一接触插塞111，也可以使用平面接触来建立台面17、18与第一负载端子11之间的电连接。同样适用于第二接触插塞。
120.例如，根据图3，rc igbt 1包括四个二极管区段1-22，并且四个控制端子指状物1-32被提供，每个控制端子指状物1-32如所示出的那样延伸到四个二极管区段1-22中的相应一个二极管区段中。沟槽14、16（参见图4以及下列等等）可以具有条状配置，但是例如垂直于控制指状物132和二极管区段1-22的条状配置延伸。
121.代替具有矩形水平周长的二极管区段1-22，也可以提供不同形状的二极管区段1-22，例如圆形二极管区段。
122.不管（一个或多个）二极管区段1-22的形状如何，可以确保每个二极管区段1-22的横向周长的至少50%或至少80%被（一个或多个）igbt区段1-21围绕。例如，如果二极管区段1-22被放置在有源区1-2中的某处而不与边缘终止区1-3相交，则相应二极管区段1-22的横向周长的甚至100%可以被igbt区段1-21围绕。
123.例如，所提出的设计允许使用控制端子指状物132的区域作为有源区域。
124.关于图4，将描述用于基于导电构件131建立至少一个控制沟槽14的控制沟槽电极141和控制端子13之间的电连接的第一实施方式。
125.图4示出igbt区段1-21的部分和相邻的二极管区段1-22的部分。第一负载端子11延伸到igbt区段1-21和二极管区段1-22中。在二极管区段1-22中，也存在控制端子指状物132，但是与负载端子11间隔开距离d（也参见图5）。控制指状物132可以具有在第一横向方向x上延伸的条状配置，而沟槽14、16可以具有在第二横向方向y上延伸的条状配置。
126.根据示例性示出的沟槽台面图案，每个控制沟槽14（容纳相应的控制沟槽电极141）被相应的两个相邻源极沟槽16（容纳相应的源极沟槽电极161）横向地侧面相接（flank）。每一对控制沟槽14和源极沟槽16横向限制第一类型台面17之一，而每一对源极沟槽16横向限制第二类型台面18之一。
127.此外，根据图4中示出的实施例，沟槽台面图案对于二极管区段1-22和igbt区段1-21是相同的。
128.关于随后的附图，现在将描述沟槽电极141和161与台面17和18的接触。
129.例如，参考示出沿着线bb'（即穿过第一类型台面17之一）的垂直截面的图5，第一类型台面17基于第一接触插塞111电连接到第一负载端子11。第一接触塞111（图4中未示出）在一侧与第一负载端子11接触，并且在另一侧与igbt区段1-21中的第一类型台面17的本体区102和二极管区段1-22中的第一类型台面17的第一阳极区1061接触。即，第一接触塞111可以延伸到二极管区段1-22和igbt区段1-21中，并且如上所述，第一类型台面17在igbt区段1-21中具有igbt配置（其中第一类型台面17还包括图5中未示出的源极区101），并且在二极管区段1-22中，第一类型台面17具有没有源极区101的二极管配置。在二极管区段1-22中，第一阳极区1061例如基于绝缘层191与控制端子指状物132电绝缘。
130.在第一类型台面17中，本体区102和第一阳极区1061具有相同的导电类型（例如，第二导电类型）并且形成连续的半导体区。然而，本体区102可以具有比第一阳极区1061大的掺杂剂浓度和/或可以沿着垂直方向比第一阳极区1061延伸得更远。
131.本体区102可以呈现在5
×
10
12
cm-2
至1
×
10
14
cm-2
的范围内的掺杂剂剂量。
132.第一阳极区1061可以呈现在1
×
10
12
cm-2
至1
×
10
14
cm-2
的范围内、或者在1
×
10
12
cm-2
至2
×
10
13
cm-2
的范围内、或者在1
×
10
13
cm-2
至1
×
10
14
cm-2
的范围内的掺杂剂剂量。
133.如在本文中使用的，术语半导体区的平均掺杂剂浓度涉及空间平均掺杂剂浓度，例如掺杂剂的数量除以区的体积。如在本文中使用的，术语掺杂剂剂量涉及沿着垂直方向z积分的掺杂剂浓度。
134.现在参考图6的变型（1）至（3）（其每个示出沿着图4中指示的线cc'（即穿过控制沟槽14之一）的垂直截面），控制沟槽电极141基于绝缘层191与第一负载端子11分开，并且基于控制沟槽绝缘体142与半导体本体10分开。
135.根据变型（1），至少一个控制沟槽14的控制沟槽电极141在二极管区段1-22中与控制端子指状物132横向重叠。此外，导电构件131然后例如形成为控制接触插塞1311，该控制接触插塞1311沿着垂直方向z从控制端子指状物132延伸到控制沟槽电极141的与控制端子指状物132横向重叠的部分。即，控制接触插塞1311布置在二极管区段1-22中，这也针对图4中的两个其他控制沟槽14示出。
136.例如，所述至少一个控制沟槽14（其与二极管区段1-22中的控制端子指状物132电
连接）可以从igbt区段1-21的第一部分（例如，图3，在附图标记a）横向延伸以穿过二极管区段1-22并延伸到igbt区段1-21的另一部分（例如，图3，在附图标记a"）中，其中，igbt区段1-21的所述部分两个都被布置成与二极管区段1-22相邻。
137.通常，延伸到二极管区段1-22中的控制沟槽电极141可以用作集成电阻器，这可以节省某一附加芯片面积。集成电阻器的值可以通过适当选择二极管区段14中的控制沟槽14的数量以及它们在到控制端子指状物132的连接与igbt区段1-21中的控制沟槽部分141之间的长度（例如，通过二极管区段1-22中的控制沟槽电极141的总体积的量）来控制。例如，还可以通过在控制端子指状物132下方提供蜿蜒状结构或其他绕组来调整电阻器。
138.然而，这里，应当已经理解，将控制沟槽电极141与控制端子指状物132电连接并不一定要求每个控制沟槽电极141都延伸到二极管区段1-22中。如下面将进一步描述，控制沟槽电极141中的仅子集或仅一个延伸到二极管区段1-22中可能就足够。
139.如图6的变型（2）和（3）中示出的，甚至可以提供：控制沟槽电极141不延伸到二极管区段1-22中。例如，在这种情况下，至少一个控制沟槽14的控制沟槽电极141在二极管区段1-22中不与控制端子指状物132横向重叠。例如，在igbt区段1-21与二极管区段1-22之间的过渡处，控制沟槽电极141邻接导电构件131的布置在绝缘层191上方的部分。导电构件131的所述部分于是可以是平面的，并且从控制端子指状物132朝向igbt区段1-21横向延伸并且在第一侧110处的绝缘层191上方延伸，如图6的变型（2）和（3）中示出的。在这些情况下，甚至控制电极可以是未布置在控制沟槽14中的平面电极（这里未示出）。因此，所提出的连接方案不一定要求igbt区段1-21中的控制电极是沟槽电极。如变型（2）和（3）中示出的，控制沟槽电极141可以分别稍微延伸到二极管区段1-22中（参见变型（2））或者终止于igbt区段1-21中（参见变型（3））。在后一种情况下，控制沟槽电极141不与二极管发射极区104横向重叠。
140.现在参考示出沿着图4中指示的线dd'（即穿过源极沟槽16之一）的垂直截面的图7，源极沟槽电极161基于绝缘层191与控制端子指状物132分开，并且基于源极沟槽绝缘体162与半导体本体10分开。在该示例中，源极沟槽16的源极沟槽电极161基于第二接触插塞112之一电连接到二极管区段1-22中的第一负载端子11，如也针对图4中的四个其他源极沟槽16所示出的。备选地或另外，第二接触插塞112之一可以放置在igbt区段1-21中。
141.为了进一步便于理解图4的示例性实施例，图8示出igbt区段1-21沿着图4中指示的线ee'（部分（1））和ff'（部分（2））的两个横截面。线ee'和ff'垂直于线cc'、bb'和dd'。上面已经描述了沟槽台面图案。第一类型台面17和第二类型台面18基于相应的第一接触插塞111（图4中未示出）电连接到第一负载端子。仅第一类型台面17包括源极区101。第二类型台面18不包括源极区101。与本体区102不同，源极区101仅沿着第二横向方向y局部提供，如所示出的：在线ee'处，在第一类型台面17中存在源极区101，并且在线ff'处，在第一类型台面17中不存在源极区101。源极区101的尺寸确定和定位取决于rc igbt 1的目标应用。
142.图9示出上面参考图8解释的接触方案的变型。例如，参考变型（1）——对应于图8的变型（1）——代替第一和第二接触插塞111和112或者除了第一和第二接触插塞111和112之外，宽接合接触114可以用于电接触源极沟槽电极161和相邻台面。例如，一个接合接触114可以电接触两个相邻源极沟槽16的源极沟槽电极161以及在两个相邻源极沟槽16之间的第二类型台面18和与其相邻的两个第一类型台面17。例如，参考变型（2）——对应于图8
的变型（2）——代替第一接触插塞111或者除了第一接触插塞111之外，可以使用平坦接触115来电接触第一和第二类型台面17、18。例如，平坦接触115大致终止于半导体本体10的前侧110，并且不延伸到台面部分中。
143.图10示出沿着图4中示出的线bb'（即穿过第一类型台面17之一）的垂直截面。已经关于图5描述的内容同样适用于图10。图10示出在第一类型台面17的延伸到二极管区段1-22中的部分中的阳极区1061的变型。例如，阳极区包括与第一负载端子11横向重叠的第一部分1061（也称为第一阳极区1061）和与第一部分1061接触的与控制端子指状物132横向重叠的第二部分1062（也称为第二阳极区1062）。例如，本体区102、第一阳极区1021和第二阳极区1062所有具有第二导电类型，并且形成连续区。但是，区102、1061和1062的掺杂剂浓度以及在垂直方向z上的总延伸可以不同。
144.例如，第二部分（第二阳极区）1062的掺杂剂剂量是第一部分（第一阳极区）1061的掺杂剂剂量的至少10倍。
145.这里，应当注意：特别关于本体区102和阳极区1061、1062，第二类型台面18可以呈现与第一类型台面17相同的配置；唯一的区别在于第二类型台面18未配备有源极区101。
146.第二阳极区1062可以呈现在1
×
10
12
cm-2
至1
×
10
14
cm-2
的范围内、或者在1
×
10
12
cm-2
至2
×
10
13
cm-2
的范围内、或者在1
×
10
13
cm-2
至5
×
10
14
cm-2
的范围内的掺杂剂剂量。
147.例如，第二阳极区1062的平均掺杂剂浓度在第一阳极区1061的平均掺杂剂浓度的50%至1000%的范围内。因此，第二阳极区1062的平均掺杂剂浓度与第一阳极区1061的平均掺杂剂浓度相比可以是相同的、更小的或更大的。选择哪个变型可以例如取决于二极管区段1-22的指定发射极效率。
148.此外，第一阳极区1061的平均掺杂剂浓度与本体区102的平均掺杂剂浓度相比可以更低。这里注意，直接在第一接触塞111下方，可以例如通过注入来放置高掺杂接触区。本体区102以及第一和第二阳极区1061、1062的掺杂剂剂量和平均掺杂剂浓度被限定而不对这些高掺杂接触区进行掺杂。
149.第一和第二阳极区1061和1062之间的掺杂剂浓度的差异可以考虑到第二阳极区1062可以与控制端子指状物132横向重叠；即，在第二阳极区1062中，由于在第二阳极区1062和第一负载端子11之间没有垂直延伸的连接，可能存在横向电压降。
150.例如，阳极区的第二部分（第二阳极区）1062分别从第一负载端子11或从第一接触插塞111中的相邻一个横向移位至少500nm或至少2μm（参见图10中示出的距离d）。由此，根据一些实施例，可以确保：期望的发射极效率主要基于第一阳极区1061来限定，所述第一阳极区1061基于接触插塞111电连接到第一负载端子11；并且同时，基于在控制端子指状物132下方的较高掺杂第二阳极区1062来确保低横向电压降。
151.图11示出沿着图4中示出的bb'线（即穿过第一类型台面17之一）的垂直截面。已经关于图10描述的内容同样适用于图11。图11示出变型，其中，上述的场阻止层108实现在第二侧120处。场阻止层108可以延伸到二极管区段1-22和igbt区段1-21中，例如以便邻接第二导电类型的igbt发射极区103和第一导电类型的二极管发射极区104。图11还示出第二阳极区1062的变型；因此，第二阳极区1062可以终止在控制指状物132下方，并且漂移区100例如在绝缘层191处邻接前侧110。
152.图12示出沿着图4中示出的bb'线（即穿过第一类型台面17之一）的垂直截面。已经
关于图11与场阻止层108有关描述的内容同样适用于图12。图12示出后侧发射极的变型。例如，二极管区段1-22不仅包括与第二负载端子12电接触的二极管发射极区104，而且还包括与第二负载端子12电接触的第二导电类型的子区1031。子区1031和二极管发射极区104可以沿着第二横向方向y以交替的方式布置，如示出的。另外，提供与第二负载端子12电接触的第二导电类型的子区1031借助于从子区1031到漂移区100中的电荷载流子注入而允许在二极管换向期间的更平滑切换行为。
153.图13-17每个根据一个或多个实施例示意性地且示例性地示出图4中示出的配置的相应变型。如果没有另外阐述，上面已经描述的所有内容同样适用于图13-17。
154.如上所述，每个控制沟槽14延伸到二极管区段1-22中不是必需的。例如，为了减少控制信号对逆导属性的影响，可能期望在二极管区段1-22中仅存在少量的总控制沟槽电极141。例如，在二极管区段1-22中没有或仅有“很小的控制沟槽电极电位”可以实现二极管区段1-22基本上独立于提供给控制沟槽电极的控制信号。而且，rc igbt 1将具有较少的总栅极电荷，这在某些配置中可能是期望的。
155.例如，参见图13中示出的两个变型（1）和（2），基于二极管区段122和igbt区段1-21之间的交叉沟槽15，可以提供：仅子集或甚至仅一个控制沟槽14延伸到二极管区段1-22和igbt区段1-21中。该至少一个控制沟槽14的控制沟槽电极141可以电连接到控制端子指状物132，如上面例如关于图6所解释的。
156.交叉沟槽15包括电连接到控制端子13的交叉沟槽电极151，其中，所述至少一个控制沟槽14从二极管区段1-22（例如，横向地）延伸以邻接交叉沟槽15。相同的控制沟槽14（变型（1））或另一控制沟槽14（变型（2））然后可以从交叉沟槽15延伸到igbt区段1-21中。例如，多个控制沟槽14中的其他控制沟槽邻接交叉沟槽15并终止在交叉沟槽15中。控制沟槽14被布置成垂直于交叉沟槽15。
157.所述至少一个控制沟槽的控制沟槽电极141可以电连接到交叉沟槽电极151；所述两个沟槽电极151和141可以被布置以便形成相交。备选地，参见变型（2），在igbt区段1-21内，可以不存在从二极管区段1-22延伸的至少一个控制沟槽14的直接/“线性”延续，即，至少一个控制沟槽14也终止在交叉沟槽15处，并且基于至少一个控制沟槽14的横向移位版本来建立到二极管区段1-22中的延伸。如示出的，剩余控制沟槽14的控制沟槽电极141邻接到交叉沟槽电极151中并在那里终止。当然，源极沟槽电极161不邻接到交叉沟槽15中，而是与交叉沟槽15分开地终止。作为其他沟槽电极，交叉沟槽电极151基于交叉沟槽绝缘体152而与半导体本体分开。
158.交叉沟槽15可以被布置以便与第一负载端子11重叠。例如，交叉沟槽15被布置的区域可以被视为二极管区段1-22与igbt区段1-21之间的过渡区域。
159.在图13中，二极管区段1-22中的沟槽台面图案因此可以不同于igbt区段1-21中的沟槽台面图案。例如，除了所述至少一个控制沟槽14之外，二极管区段仅包括源极沟槽16。此外，如图14（其还示出用于电连接第一和第二类型台面17、18的第一接触插塞111）中示出的，二极管区段1-22中的整个沟槽密度与igbt区段1-21中的沟槽密度相比可以更小，例如在二极管区段1-22中产生较宽的第二类型台面。在那里，第二类型台面18（或其部分）不电连接到第一负载端子，由此形成虚设台面。
160.图15根据一个或多个实施例示意性地且示例性地示出图4中示出的配置的又一变
型。二极管区段1-22的设计可以与图14中示出的相同，但是在igbt区段1-21中，与图14的变型相比，第二类型台面18也基于第一接触插塞111电连接到第一负载端子11。如上面进一步描述的，图14中示出的那些非连接台面不用于负载电流传导，既不用于正向负载电流传导也不用于反向负载电流传导，且因此可以被认为是虚设台面。
161.图16中示出的变型主要对应于图15中示出的变型，不同在于二极管区段1-22中的第二类型台面18的不同接触方案（如上所述，第二类型台面18可以呈现与二极管区段1-22中的第一类型台面17相同的配置，即具有带有阳极区1061（以及可选地1062）的二极管配置）。在那里，代替使用第一接触插塞111，采用考虑到二极管区段1-22中的较大台面宽度的较宽接触117。
162.如图17中示出的，这些较宽接触117不仅可以用于接触第二类型台面18，而且还用作共享接触以便也接触二极管区段1-22中的源极沟槽电极161。类似地，在igbt区段1-21中，已经关于图9的变型（1）描述的所述宽接合接触114可以用于电接触两个相邻源极沟槽16的源极沟槽电极161以及在两个相邻源极沟槽16之间的第二类型台面18和与两个相邻源极沟槽16相邻的两个第一类型台面17。
163.图18根据一个或多个其他实施例示意性地且示例性地示出rc igbt 1的垂直截面的区段。在那里，两个控制端子指状物132延伸到二极管区段1-22中。控制端子指状物132与第一负载端子11在二极管区段1-22中的部分例如至少分开相应的距离d。在控制端子指状物132下方，二极管区段1-22可以呈现第二阳极区1062，其中例如出于上面所解释的原因，该第二阳极区1062与基于第一接触插塞111而电连接到第一负载端子11的第一阳极区1061相比可以具有更大的掺杂剂浓度。
164.在本文中还提出一种制造rc igbt的方法。制造rc igbt的方法包括形成以下组件：有源区，具有igbt区段和与所述igbt区段分开的二极管区段；半导体本体，形成有源区的部分并且具有第一侧和第二侧；在所述第一侧处的第一负载端子和在所述第二侧处的第二负载端子；在所述第一侧处的控制端子，其中，所述控制端子与所述半导体本体电绝缘并且包括在所述有源区中与所述二极管区段横向重叠的控制端子指状物。rc igbt制造方法还包括形成沿着垂直方向延伸到半导体本体中的多个控制沟槽。每个控制沟槽具有控制沟槽电极，所述控制沟槽电极电连接到所述控制端子并且被配置成控制所述igbt区段中的所述第一负载端子与所述第二负载端子之间的负载电流。多个控制沟槽中的至少一个延伸到igbt区段和二极管区段中。至少基于在二极管区段中布置成与控制端子指状物接触的导电构件，建立所述至少一个控制沟槽的控制沟槽电极和控制端子之间的电连接。
165.rc igbt制造方法的实施例对应于上面提出的rc igbt 1的实施例。
166.在上面中，解释涉及rc igbt和对应的制造方法的实施例。例如，这些rc igbt是基于硅（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。在其他实施例中，可以采用多晶硅或非晶硅。例如，掺杂剂浓度和掺杂剂剂量的上述值与选择si作为半导体本体10的材料的实施例相关。
167.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。这种材料的例子包括而不限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半导体材料诸如氮化镓（gan）、砷化镓（gaas）、氮化铝镓（algan）和氮化铝铟（alinn）。对于功率半导体
开关应用来说，目前主要使用si、sic、gaas和gan材料。
168.例如，对于选择sic作为半导体本体10的材料的实施例来说，可能需要适配掺杂剂浓度和掺杂剂剂量的上述值。例如，在sic的情况下，与上述的剂量和浓度的值相比，掺杂剂浓度增加到十倍或100倍，并且掺杂剂剂量增加到三倍与十倍之间。
169.为了便于描述，使用诸如“下面”、“下方”、“下”、“上方”、“上”等的空间相对术语来解释一个元件相对于第二元件的定位。这些术语旨在涵盖除了与附图中所描绘的那些不同的取向之外的相应器件的不同取向。此外，诸如“第一”、“第二”等的术语也用于描述各种元件、区、区段等，并且也不旨在是限制性的。在整个说明书中，相同的术语是指相同的元件。
170.如在本文中使用的，术语“具有”、“含有”、“包含”、“包括”、“呈现”等是开放式术语，其指示存在所阐述的元件或特征，但不排除附加元件或特征。
171.考虑到上述范围的变化和应用，应当理解，本发明不由前面描述限制，也不受附图限制。作为代替，本发明仅由所附权利要求及其合法等效物来限制。
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