具有IGBT区段和二极管区段的RC-IGBT的制作方法

本说明书涉及rcigbt的实施例和形成rcigbt的方法的实施例。特别是，本说明书涉及rcigbt的实施例以及形成rcigbt的方法的实施例，其中n阻挡区被提供在二极管区段和igbt区段之间的过渡区段中。

背景技术：

在汽车、消费品和工业应用中的现代设备的许多功能——诸如转换电能以及驱动电马达或电机——依赖于功率半导体开关。例如，举几个例子来说，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电力转换器中的开关。

功率半导体器件通常包括半导体本体，半导体本体被配置为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。

进一步地，在可控功率半导体器件(例如晶体管)的情况下，负载电流路径可以是借助于通常被称为栅极电极的绝缘电极来控制的。例如，当从例如驱动器单元接收到对应的控制信号时，控制电极可以将功率半导体器件设置在导通状态和阻断状态之一中。在一些情况下，栅极电极可以被包括在功率半导体开关的沟槽内，其中沟槽可以呈现为例如条状配置或针状配置。

一些功率半导体器件进一步提供反向导通性；在反向导通状态期间，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以使得正向负载电流能力(在量值方面)实质上与反向负载电流能力相同。

提供正向负载电流能力和反向负载电流能力这两者的典型器件是反向导通(rc)igbt，其一般配置是本领域技术人员已知的。典型地，对于rcigbt而言，正向导通状态是借助于向栅极电极提供对应的信号而可控的，并且反向导通状态典型地并非是可控的，而是由于rcigbt中的对应的二极管结构而如果在负载端子处存在反向电压则rcigbt呈现反向导通状态。

想要的是提供一种rcigbt，其除了在功率损耗方面的高效率之外还具有高度的可控性和鲁棒性。

技术实现要素：

在此描述的各方面涉及rcigbt的实施例和形成rcigbt的方法的实施例，其中n阻挡区被提供在二极管区段和igbt区段之间的过渡区段中。n阻挡的示例性配置可以允许qrr降低，特别是当rcigbt被采用在要求快速开关能力和短路耐久性的驱动应用时。例如，在(多个)igbt区段中的短路期间，rcigbt典型地在(多个)igbt区段的中心区中达到最热，而(多个)二极管区段不遇到任何电流，并且可以冷却(多个)igbt区段，这改进了rcigbt的短路耐久性。二极管的集成度越强，关于igbt的短路耐久性的改进潜力越高。然而，如果栅极电势从导通状态值(例如15v)切换到低于igbtmos结构的阈值电压(例如0v、-8v、-15v)的值以避免直流链路的短路，则由于在反向恢复之前igbt区段中靠近二极管区的部分中的电荷载流子的量的强烈增加，强的二极管集成可能成为在降低功率损耗方面的限制。同时，可以在过渡区段的背侧处放置p-n结构的精细图案，这抑制了导通状态和反向恢复期间的电荷载流子注入。

根据实施例，rcigbt包括：有源区，其具有igbt区段、二极管区段以及在igbt区段和二极管区段之间的过渡区段，其中igbt区段和二极管区段从相对的横向方向邻接过渡区段；围绕有源区的边缘终止区；半导体本体，其具有前侧和背侧，半导体本体的厚度被限定为沿着前侧和背侧之间的竖向方向的距离，其中过渡区段的总的横向延伸达到半导体本体厚度的至少30%；多个沟槽，其被布置在igbt区段、二极管区段和过渡区段中的每个中，每个沟槽沿着竖向方向从前侧延伸到半导体本体中并且包括被通过沟槽绝缘体与半导体本体隔离的沟槽电极，其中两个相邻的沟槽限定半导体本体中的相应的台面部分；在半导体本体前侧处的第一负载端子和在半导体本体背侧处的第二负载端子。igbt区段被配置用于在第一负载端子和第二负载端子之间传导正向负载电流。二极管区段被配置用于在第一负载端子和第二负载端子之间传导反向负载电流。rcigbt进一步包括用于控制正向负载电流的控制端子，其中在igbt区段中，被电连接到控制端子的沟槽电极的平均密度是在过渡区段中被连接到控制端子的沟槽电极的平均密度的至少两倍那么大。rcigbt进一步包括：第一导电类型的漂移区，其被形成在半导体本体中并且延伸到igbt区段、二极管区段和过渡区段中的每个中；以及第二导电类型的本体区，其被形成在半导体本体的台面部分中并且延伸到igbt区段、二极管区段和过渡区段中的每个中。本体区的至少部分被电连接到第一负载端子，其中至少在过渡区段中本体区对于第一导电类型的台面部分的子区段形成pn结。至少在过渡区段中，具有与漂移区的平均掺杂剂浓度相比至少为100倍大的峰值掺杂剂浓度的第一导电性的阻挡区至少被布置在台面子部分的部分中。过渡区段中的台面子部分的平均掺杂剂剂量与二极管区段中的台面子部分的平均掺杂剂剂量相比至少为1.2倍高。

根据另一实施例，一种形成rcigbt的方法包括形成以下组件：有源区，其具有igbt区段、二极管区段以及在igbt区段和二极管区段之间的过渡区段，其中igbt区段和二极管区段从相对的横向方向邻接过渡区段；围绕有源区的边缘终止区；半导体本体，其具有前侧和背侧，半导体本体的厚度被限定为沿着前侧和背侧之间的竖向方向的距离，其中过渡区段的总的横向延伸达到半导体本体厚度的至少30%；多个沟槽，其被布置在igbt区段、二极管区段和过渡区段中的每个中，每个沟槽沿着竖向方向从前侧延伸到半导体本体中并且包括被通过沟槽绝缘体与半导体本体隔离的沟槽电极，其中两个相邻的沟槽限定半导体本体中的相应的台面部分；在半导体本体前侧处的第一负载端子和在半导体本体背侧处的第二负载端子。igbt区段被配置用于在第一负载端子和第二负载端子之间传导正向负载电流。二极管区段被配置用于在第一负载端子和第二负载端子之间传导反向负载电流。方法进一步包括形成用于控制正向负载电流的控制端子，其中在igbt区段中，被电连接到控制端子的沟槽电极的平均密度是在过渡区段中被连接到控制端子的沟槽电极的平均密度的至少两倍那么大。方法进一步包括形成：第一导电类型的漂移区，其在半导体本体中并且延伸到igbt区段、二极管区段和过渡区段中的每个中；以及第二导电类型的本体区，其被形成在半导体本体的台面部分中并且延伸到igbt区段、二极管区段和过渡区段中的每个中。本体区的至少部分被电连接到第一负载端子，其中至少在过渡区段中本体区对于第一导电类型的台面部分的子区段形成pn结。方法进一步包括至少在过渡区段中形成第一导电性的阻挡区，其具有与漂移区的平均掺杂剂浓度相比至少为100倍大的峰值掺杂剂浓度并且至少被布置在台面子部分的部分中。过渡区段中的台面子部分的平均掺杂剂剂量与二极管区段中的台面子部分的平均掺杂剂剂量相比至少为1.2倍高。

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

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，同样的参考标号指明对应的部件。在附图中：

图1示意性地并且示例性地图示根据一个或多个实施例的rcigbt的简化设计；

图2示意性地并且示例性地图示根据一些实施例的rcigbt的igbt区段的竖向横截面的区段；

图3示意性地并且示例性地图示根据一些实施例的rcigbt的二极管区段的竖向横截面的区段；

图4示意性地并且示例性地图示根据一个或多个实施例的rcigbt的一个或多个二极管区段和一个或多个igbt区段的在相应的水平投影中的一些变型；

图5示意性地并且示例性地图示根据一个或多个实施例的可以是rcigbt的一部分的不同沟槽类型的竖向横截面；

图6至图8的每个示意性地并且示例性地图示根据一些实施例的rcigbt的竖向横截面的区段；

图9至图11的每个示意性地并且示例性地图示根据一些实施例的rcigbt的竖向横截面的区段和水平投影的相关联的区段；

图12至图13这两者都示意性地并且示例性地图示根据一些实施例的rcigbt的竖向横截面的区段；

图14示意性地并且示例性地图示根据一些实施例的rcigbt的背侧的一些示例性配置的竖向横截面的区段；

图15示意性地并且示例性地图示根据一个或多个实施例的rcigbt的竖向横截面的区段；

图16示意性地并且示例性地图示根据一些实施例的rcigbt的背侧的一些示例性配置的竖向横截面的区段；

图17示意性地并且示例性地图示根据一个或多个实施例的rcigbt的竖向横截面的区段；

图18示意性地并且示例性地图示根据一些实施例的rcigbt的背侧的一些示例性配置的竖向横截面的区段；以及

图19至图21的每个示意性地并且示例性地图示根据一些实施例的rcigbt的竖向横截面的区段。

具体实施方式

在以下的详细描述中，参照随附附图，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。

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被描述的各图的定向来使用的。因为实施例的各部分可以是以许多不同的定向来定位的，所以方向术语被用于说明的目的并且决不是进行限制。要理解的是在不脱离本发明的范围的情况下可以利用其它的实施例并且可以作出结构或逻辑上的改变。因此，以下的详细描述不是在限制的意义上取得的，并且本发明的范围由所附权利要求限定。

现在将详细参考各种实施例，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，被图示或描述为一个实施例的部分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。意图的是本发明包括这样的修改和变化。使用特定的语言描述了示例，所述特定的语言不应当被解释为限制所附权利要求的范围。附图并非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，则在不同的附图中已经由相同的标记来指明相同的元件或制造步骤。

如在本说明书中使用的术语"水平"意图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，下面提到的第一横向方向x和第二横向方向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可以彼此垂直。

如在本说明书中使用的术语"竖向"意图描述实质上被布置为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定向。例如，下面提到的延伸方向z可以是与第一横向方向x和第二横向方向y这两者都垂直的延伸方向。延伸方向z在此还被称为"竖向方向z"。

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"。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掺杂并且第二导电类型可以是n掺杂。

在本说明书的上下文中，术语"处于欧姆接触"、"处于电接触"、"处于欧姆连接"和"电连接"意图描述在半导体器件的两个区、区段、区带、部分或部件之间或者在一个或多个器件的不同端子之间或者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。进一步地，在本说明书的上下文中，术语"接触"意图描述在相应的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可以不包括进一步的中间元件等。

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，并且因此意图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那些组件的欧姆连接。然而，彼此电绝缘的组件仍然可以彼此耦合，例如被机械耦合和/或电容耦合和/或电感耦合。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体例如电介质被彼此机械耦合和电容耦合。

本说明书中描述的具体实施例涉及但是不限制于呈现条状单元配置的rcigbt，例如可以在电力转换器或电源内使用的rcigbt。因此，在实施例中，这样的rcigbt可以被配置为承载要被馈送到负载的负载电流和/或相应地由电力源提供的负载电流。例如，rcigbt可以包括多个功率半导体单元，诸如单片集成的二极管单元、单片集成的二极管单元的派生物、单片集成的igbt单元和/或其派生物。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。多个这样的单元可以构成被布置有rcigbt的有源区的单元场区。

如在本说明书中使用的术语"rcigbt"意图描述具有高电压阻断能力和/或高电流承载能力的单个芯片上的rcigbt。换句话说，在此描述的rcigbt的实施例是被配置用于高电流(典型地在安培范围内，例如达到几安培或达到几十或几百安培)和/或高电压(典型地为100v以及以上，例如达到至少400v或者甚至更高，例如达到至少3kv或者甚至达到10kv或更高)的单芯片rcigbt。

例如，下面描述的rcigbt可以是单芯片rcigbt，其呈现条状单元配置并且被配置为在低、中和/或高电压应用中被采用为功率组件。若干个单芯片rcigbt可以被集成在模块中以便形成rcigbt模块，例如用于安装和使用在低、中和/或高电压应用(诸如主要的家用电器、通用驱动、电动力传动系统、伺服驱动、牵引、更高功率传输设施等)中的rcigbt模块。

例如如在本说明书中使用的术语"rcigbt"不针对于用于例如存储数据、计算数据和/或其它类型的基于半导体的数据处理的逻辑半导体器件。

图1以简化方式示意性地并且示例性地图示根据一个或多个实施例的rcigbt1。为了描述rcigbt1的配置，下面还将参照图2至图4。

rcigbt1包括有源区1-2，有源区1-2具有igbt区段1-21、二极管区段1-22以及在igbt区段1-21和二极管区段1-22之间的过渡区段1-23。igbt区段1-21和二极管区段1-22从相对的横向方向邻接过渡区段1-23(例如，二极管区段1-22沿着第一横向方向x并且igbt区段1-21与第一横向方向x相对)。如在图4中图示那样，rcigbt1可以包括多个实质上被等同地配置的igbt区段1-21、多个实质上被等同地配置的二极管区段1-22和多个实质上被等同地配置的过渡区段1-23。不同的区段1-21、1-22和1-23可以被横向地分布在有源区1-2内，在图4中图示了几个示意性示例。例如，有源区1-2由这些区段1-21、1-22和1-23组成。

根据图4的变型(a)，在有源区1-2中存在一个被布置在中央的igbt区段1-21，其中两个过渡区段1-23和两个二极管区段1-22被布置到左边和右边(关于第一横向方向x)。根据图4的变型(b)，在有源区1-2中存在一个被布置在中央的二极管区段1-22，两个过渡区段1-23和两个igbt区段1-21被布置到左边和右边(关于第一横向方向x)。根据图4的变型(c)，存在被提供在有源区1-2中的多个igbt区段1-21、多个二极管区段1-22和多个过渡区段1-23。当然，在有源区1-2中可以存在与图4(c)中图示的相比更多的区段1-23、1-22和/或1-21。根据图4的变型(d)，在有源区1-2中存在一个被布置在中央的二极管区段1-22，其中一个类似框的过渡区段1-23围绕二极管区段1-22并且一个igbt区段1-21围绕过渡区段1-23。

不管igbt区段1-21、二极管区段1-22和对应的过渡区段的所选取的横向空间分布如何，可以确保关于有源区1-2的体积，(一个或多个)igbt区段1-21与(一个或多个)二极管区段1-22之间的比率为至少1:1，或者相应地为至少2:1，即大于或等于2:1。所选取的比率可以取决于其中采用rcigbt的应用。在实施例中，有源区1-2的总的体积的至少50%可以被占据用于形成(一个或多个)igbt区段，并且有源区1-2的其余的50%(或更低的百分比份额)可以被采用用于形成(一个或多个)二极管区段1-22和(一个或多个)过渡区段1-23。不管igbt区段1-21、二极管区段1-22和对应的过渡区段的所选取的横向空间分布如何，可以确保关于有源区1-2的体积，(一个或多个)igbt区段1-21与(一个或多个)二极管区段1-22之间的比率甚至大于3:1。

下面，将参考"二极管区段1-22"、"igbt区段1-21"和"过渡区段1-23"。将理解的是，下面关于这些区段1-21、1-22和1-23提供的解释可以应用于分别在有源区1-2中提供的每个区段1-21、1-22或1-23。例如，如果提供多个igbt区段1-21，则每个igbt区段1-21可以被等同地配置(其中，例如，igbt区段1-21可以在总的横向延伸上不同或者呈现相同的总的横向延伸)。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可以被等同地配置(其中，例如，二极管区段1-22可以在总的横向延伸上不同或者呈现相同的总的横向延伸)。因此，如果提供多个过渡区段1-23，则每个过渡区段1-23可以被等同地配置(其中，例如，过渡区段1-23可以在总的横向延伸上不同或者呈现相同的总的横向延伸)。

边缘终止区1-3围绕有源区1-2，因此，边缘终止区1-3被布置在有源区1-2的外部。边缘终止区1-3在横向上是由边缘1-4来终止的。边缘1-4可以形成rcigbt1的芯片边缘。

如在此使用的那样，术语"边缘终止区"和"有源区"这两者都与技术人员在rcigbt的上下文中典型地与之相关联的相应的技术含义相关联。即，有源区1-2主要被配置用于正向和反向的负载电流传导和切换目的，而边缘终止区1-3主要实现关于可靠的阻断能力、对电场的适当引导的功能，有时还实现电荷载流子泄放功能，和/或关于有源区1-2的保护和适当的终止的进一步的功能。

本说明书主要涉及有源区1-2。

再次关注图1，rcigbt1的半导体本体10具有前侧110和背侧120。前侧110和背侧120可以竖向地终止半导体本体10。因此，半导体本体10的厚度d被限定为前侧110和背侧120之间的沿着竖向方向z的距离。在横向方向上，半导体本体10可以被由边缘1-4终止(参见图4)。更进一步地，前侧110和背侧120这两者都可以沿着第一横向方向x和第二横向方向y这两者横向延伸。例如，前侧110和背侧120这两者都可以形成半导体本体10的相应的水平表面。半导体本体10的厚度d可以是有源区1-2中例如在有源区1-2的中心处测量的在前侧110和背侧120之间沿着竖向方向z的距离。

过渡区段1-23的总的横向延伸tle达到半导体本体厚度d的至少30%。tle也可以大于厚度d的30%，例如大于0.5×d，或者甚至大于0.7×d。半导体本体10的厚度d取决于rcigbt1的想要的阻断电压能力。厚度d可以例如在40μm到800μm的范围内。进一步地，过渡区段1-23的总的横向延伸tle可以是沿着过渡区段1-23的沿着从前侧110到背侧120的竖向方向z的竖向延伸实质上恒定的。

在实施例中，igbt区段1-21的总的横向延伸tle1达到半导体本体厚度d的至少50%。tle1也可以大于厚度d的50%，例如大于2×d，或者甚至大于2.5×d，或者甚至大于4×d。

在实施例中，二极管区段1-22的总的横向延伸tle2达到半导体本体厚度d的至少20%。tle2也可以大于厚度d的30%，例如大于0.5×d，或者甚至大于d。

第一负载端子11在半导体本体前侧110处，并且第二负载端子12在半导体本体背侧120处。igbt区段1-21被配置用于传导在第一负载端子11和第二负载端子12之间的正向负载电流，例如，如果第二负载端子12处的电势大于第一负载端子11处的电势的话。二极管区段1-22被配置用于传导在第一负载端子11和第二负载端子12之间的反向负载电流，例如，如果第二负载端子12处的电势低于第一负载端子11处的电势的话。

因此，在实施例中，传导反向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在空间上分离。更进一步地，在实施例中，二极管区段1-22独立于控制信号(例如，被提供到在下面提到的控制电极141的控制信号)。这意味着，二极管区段1-22可以被配置以使得一旦第二负载端子12处的(典型极性的)电势比第一负载端子11处的电势低(至少低二极管区段内部阈值电压)，它就传导反向负载电流，而不管提供给igbt区段1-21的控制信号如何。

rcigbt1进一步包括用于控制正向负载电流的控制端子13。控制端子13也可以被布置在前侧110处。

根据典型地与rcigbt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(源极)端子，并且第二负载端子12可以是集电极(漏极)端子。

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包括背侧金属化。例如，第一负载端子11是发射极端子，并且第二负载端子12是集电极端子。在前侧110处，半导体本体10可以与前侧金属化相接。在背侧120处，半导体本体10可以与背侧金属化相接。

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在横向上重叠，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可以在横向上被结构化，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，如在图2和图3中示例性地图示的那样，所述局部接触可以是借助于穿透绝缘结构13以便接触台面部分17的接触插塞111来建立的。

类似地，在实施例中，第二负载端子12(例如，所述背侧金属化)与有源区1-2在横向上重叠，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典型地未被结构化，而是在半导体本体背侧120处均匀地并且单片地形成的，例如以便在背侧120处建立与半导体本体10的在横向上均匀的接触(即，连续的接触表面)。这样的均匀的结构也可以被实现在其中第二负载端子12与边缘终止区1-3在横向上重叠的区中。

例如，有源区1-2的横向边界由(一个或多个)二极管区段1-23和/或(一个或多个)igbt区段1-21的最外面的(一个或多个)功率单元的横向边界来限定。因此，有源区1-2的横向边界可以被限定在前侧110处。该横向边界可以由最外面的(一个或多个)源极区101来限定(参见下面更详细的解释)。例如，使得能够传导正向负载电流和反向负载电流的所有功能元件出现在rcigbt1的有源区1-2的竖向投影中，例如至少包括第一负载端子11(例如其前侧金属接触，例如接触插塞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、二极管阴极区104和第二负载端子12(例如其背侧金属)，如将在下面更详细地解释的那样。

在实施例中，边缘终止区1-3和有源区1-2可以是例如关于rcigbt1的中心竖向轴实质上彼此对称地布置的。

更进一步地，根据实施例，有源区1-2与边缘终止区1-3之间的横向过渡可以排它地沿着竖向方向z延伸。如在上面解释的那样，有源区1-2的横向边界可以被限定在前侧110处，并且因此可以在背侧120处观察到这样限定的横向边界的沿着竖向方向z的竖向投影，其中背侧120处的第二负载端子12例如在横向上未被结构化但是被均匀地形成。

现在还参照图5和图6，多个沟槽14、15、16被布置在igbt区段1-21、二极管区段1-22和过渡区段1-23中的每个中，每个沟槽14、15、16沿着竖向方向z从前侧110延伸到半导体本体10中并且包括被通过相应的沟槽绝缘体142、152、162与半导体本体10隔离的相应的沟槽电极141、151、161，其中两个相邻的沟槽限定半导体本体10中的相应的台面部分17。

每个沟槽14、15、16可以具有条状配置，例如，如例如在图9(b)中在水平投影之一中最佳地图示的那样，这意味着相应的沟槽长度(例如，沿着第二横向方向y)比相应的沟槽宽度(例如，沿着第一横向方向x)大得多。

如将在下面进一步解释的那样，不同类型的沟槽可以被提供在区段1-21、1-22和1-23中。第一类型的沟槽可以是控制沟槽14，其沟槽电极141被电连接到控制端子13并且因此被称为控制电极141。第二类型的沟槽可以是源极沟槽16，其沟槽电极161被电连接到第一负载端子11并且因此被称为源极电极161。第三类型的沟槽可以是另外的沟槽15，其沟槽电极151既不被电连接到第一负载端子11也不被电连接到控制端子13。例如，在一个实施例中，沟槽15是浮置沟槽，并且沟槽电极151不被连接到限定的电势而是电浮置的。例如，在另一实施例中，沟槽15是虚设沟槽，并且沟槽电极151被电连接到控制端子13，但是不直接控制正向负载电流的传导，因为没有电连接的源极区101(连接到第一负载端子)被布置成相邻于沟槽15。在又一实施例中，沟槽电极151被连接到与控制端子13的电势不同并且与第一负载端子11的电势不同的电势。

每个沟槽类型就宽度(沿着第一横向方向x)和深度(沿着竖向方向z，例如在前侧110向下到沟槽底部之间的距离)以及/或者长度(沿着第二横向方向y)而言可以具有相等的尺寸。

igbt区段1-21可以包括多个igbt单元，每个igbt单元具有特定的沟槽图案，即特定类型的沟槽的横向序列，特定类型的沟槽例如为一个或多个控制沟槽14、零个或多个源极沟槽16以及零个或多个其它沟槽15。类似地，二极管区段1-22可以包括多个二极管单元，每个二极管单元具有特定的沟槽图案，即特定类型的沟槽的横向序列，特定类型的沟槽例如为一个或多个源极沟槽16、零个或多个其它沟槽15以及零个或多个控制沟槽14。

如在上面指示的那样，沟槽14、15、16与二极管区段1-22、igbt区段1-21和过渡区段1-23中的每个一起布置。在一个实施例中，igbt区段1-21、二极管区段1-22和过渡区段1-23中的每个中的沟槽14、15、16被根据相同的横向沟槽间距在横向上一个挨一个地布置；即横向沟槽间距(即两个相邻的沟槽之间的距离)在区段1-21、1-22和1-23之间不更改。横向沟槽间距可以限定两个相邻的沟槽之间的不多于半导体本体厚度d的1/30的横向距离。换句话说，在二极管区段1-22、igbt区段1-21和过渡区段1-23中的每个中的台面部分17的横向宽度可以彼此相同。

另外，沟槽14、15、16的每个可以呈现相同的沟槽深度(总的竖向延伸)。例如，横向沟槽间距可以限定两个相邻的沟槽之间的不多于沟槽深度的50%或不多于沟槽深度的30%的横向距离。

在实施例中，横向沟槽间距可以限定两个相邻的沟槽之间的不多于10μm或不多于5μm或不多于1μm的横向距离。例如，相邻的沟槽因此在横向上彼此移开不多于1μm。

因此，每个台面部分17的宽度在由横向沟槽间距限定的范围内。

现在附加地参照图6，在igbt区段1-21中，被电连接到控制端子13的沟槽电极141的平均密度即控制电极141的平均密度为过渡区段1-23中的控制电极141(连接到控制端子13)的平均密度的至少两倍那么大。控制电极密度上的差异甚至可以大于两倍，例如大于三倍或四倍。甚至可能的是在具有浮置沟槽电极151的浮置沟槽的实施例中沟槽电极141未被提供在过渡区段1-23中而仅有源极沟槽16和/或其它沟槽15。

如在上面解释的那样，对于所有的区段1-21、1-22和1-23而言横向沟槽间距可以是相同的。这意味着对于所有的区段1-21、1-22和1-23而言沟槽电极的平均密度也可以是相同的。然而，如上面指示的那样，沟槽图案——例如不同类型的沟槽的布置——可以在各区段1-21、1-22和1-23之间变化。一个变化是igbt区段1-21中的控制电极141的密度为过渡区段1-23中的控制电极141的密度(其甚至可以达到零)的至少两倍那么高。

如在此使用的那样，术语"密度"指代控制电极141(或还连接到控制端子13的虚设电极151)的数量除以存在于相应的区段1-21、1-22中或相应地在1-23中的沟槽电极的总数量。

在说明性的示例中，igbt区段1-21中的沟槽电极的总数量是120，并且40个沟槽电极是控制电极141，产生30%的控制电极密度。例如，过渡区段1-23中的沟槽电极的总数量是30，并且3个沟槽电极是控制电极141，产生10%的控制电极密度。

因此，在实施例中，延伸到过渡区段1-23中的沟槽15、16中的每个是电浮置的或者被电连接到不同于控制端子13的电势的电势，因此产生0%的控制沟槽密度。在另一实施例中，延伸到过渡区段1-23中的沟槽14、15、16中的至少80%中的每个是电浮置的或者被电连接到不同于控制端子13的电势的电势，并且其中延伸到过渡区段1-23中的沟槽14中的其余20%中的至少一个被电连接到控制端子13以用于在过渡区段1-23中形成至少一个局部igbt单元。下面将进一步更详细地描述该方面。

回到图2、图3和图6，rcigbt1进一步包括第一导电类型的漂移区100，其被形成在半导体本体10中并且延伸到igbt区段1-21、二极管区段1-22和过渡区段1-23中的每个中。

第二导电类型的本体区102被形成在半导体本体10的台面部分17中并且延伸到igbt区段1-21、二极管区段1-22和过渡区段1-23中的每个中。本体区102的至少部分被电连接到第一负载端子11。至少在过渡区段1-23中本体区102对于第一导电类型的台面部分17的子区段形成pn结。例如，如将在下面描述的那样以及如在附图(例如图6)中图示的那样，在实施例中，并非在每个台面部分17中本体区102的相应的部分被电连接到第一负载端子11。

第一导电类型的源极区101也被布置在前侧110处并且被电连接到第一负载端子11。源极区101例如仅被局部地提供在igbt区段1-21中并且例如不延伸到二极管区段1-22中。然而，根据一些实施例，一些源极区101也可以被局部地提供在过渡区段1-23中。在其它实施例中，源极区既不存在于二极管区段1-22中也不存在于过渡区段1-23中。

本体区102可以被布置成例如借助于接触插塞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，可以更进一步地提供至少一个第一导电类型的源极区101，其被布置成例如也借助于接触插塞111与第一负载端子11电接触。半导体本体10的主要部分被形成为第一导电类型的漂移区100，其可以与本体区102相接并且与其形成pn结。本体区102将源极区101与漂移区100隔离。

在接收到例如由未图示的栅极驱动器单元提供的对应的控制信号时，每个控制电极141可以在本体区102的与相应的控制电极141相邻的区段中感应出反型沟道。因此，许多igbt单元中的每个可以被配置用于传导在第一负载端子11和第二负载端子之间的正向负载电流中的至少一部分。

rcigbt1的igbt区段1-21中的igbt单元的上面描述的基本配置是像这样对于本领域技术人员来说已知的，并且本说明书在本领域技术人员典型地与之相关联的技术含义的范围内采用术语"igbt单元"。

在实施例中，漂移区100沿着竖向方向z延伸，直到它与场停止层108相接，其中场停止层108也是第一导电类型的，但是与漂移区100相比呈现更高的掺杂剂剂量。场停止层108与漂移区100相比典型地具有显著更小的厚度。

漂移区100或者场停止层108(如果存在的话)沿着竖向方向z延伸，直到与igbt区段1-21的igbt发射极区103、二极管区段1-22的二极管阴极区104或过渡区段1-23的掺杂区109相接为止(参见图14)。

二极管阴极区104是第一导电类型的，并且被电连接到第二负载端子12，并且例如借助于场停止层108耦合到漂移区100。

igbt发射极区103是第二导电类型的，并且被电连接到第二负载端子12，并且例如借助于场停止层108耦合到漂移区100。

igbt区段1-21的igbt发射极区103、二极管区段1-22的二极管阴极区104和过渡区段1-23的掺杂区109中的每个可以被布置成与第二负载端子12电接触。

下面将进一步描述igbt区段1-21的igbt发射极区103、二极管区段1-22的二极管阴极区104和过渡区段1-23的掺杂区109的进一步的可选方面。

总体上，igbt发射极区103可以充当第二导电类型的发射极。更进一步地，虽然器件被实现为rcigbt1，但是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，其呈现相当高的掺杂剂浓度，典型地在10¹⁶cm^-3至10²⁰cm^-3的范围内；相反，根据一些实施例，二极管阴极区104被排它地形成在二极管区段1-22中。

在实施例中，漂移区100的掺杂剂浓度可以在10¹²cm^-3至10¹⁴cm^-3的范围内。

在实施例中，每个源极区101的掺杂剂浓度可以在10¹⁹cm^-3至10²¹cm^-3的范围内。

在实施例中，每个本体区102的掺杂剂浓度可以在10¹⁶cm^-3至10¹⁸cm^-3的范围内。

在实施例中，场停止层108的掺杂剂浓度可以在10¹⁴cm^-3至3×10¹⁶cm^-3的范围内。

在实施例中，igbt发射极区103的掺杂剂浓度可以在10¹⁶cm^-3至10¹⁸cm^-3的范围内。然而，在实施例中，掺杂剂浓度可以沿着igbt发射极区103的横向延伸变化。

在实施例中，二极管阴极区104的掺杂剂浓度可以在10¹⁹cm^-3至10²¹cm^-3的范围内。然而，在实施例中，掺杂剂浓度可以沿着二极管阴极区104的横向延伸变化(并且甚至改变极性)。

应当注意，在图2至图3中图示的沟槽图案仅是示例性的；将关于图6至图21描述其它的沟槽图案。

在实施例中，二极管区段1-22并未配备有源极区101；例如在二极管区段1-22中，不存在被电连接到第一负载端子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用于传导反向负载电流，仅本体区102被电连接到第一负载端子11，其中本体区102与例如漂移区100(或者进一步的阻挡区105，如果存在的话)形成pn结，并且沿着竖向方向z朝向第二负载端子12存在仅第一导电类型的半导体路径，其不被第二导电类型的任何进一步的区中断。

如在上面解释的那样，与二极管区段1-22相对比，根据实施例，igbt区段1-21包括至少一个igbt单元，其中源极区101的区段被连接到第一负载端子11并且被布置成相邻于控制沟槽14中的一个并且通过本体区102与漂移区100(或者又一进一步的阻挡区106，如果存在的话)隔离。例如，igbt区段1-21的横向边界由最外面的(一个或多个)igbt单元的横向边界限定。因此，igbt区段1-21的横向边界可以被限定在前侧110处。该横向边界可以由最外面的(一个或多个)源极区101限定。例如，用以使得能够传导正向负载电流的所有功能元件出现在rcigbt1的igbt区段1-21的竖向投影中，例如，至少包括第一负载端子11(例如其前侧金属接触，例如接触插塞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(例如其背侧金属)。更进一步地，所述功能元件可以沿着igbt区段1-21的总的横向延伸tle1延伸。

现在更详细地参照图6，至少在过渡区段1-23中，具有与漂移区100的平均掺杂剂浓度相比至少为100倍大的峰值掺杂剂浓度的第一导电性的阻挡区107被至少布置在台面子部分的与本体区102相接的部分中。过渡区段1-23中的台面子部分的平均掺杂剂剂量与二极管区段1-22中的台面子部分的平均掺杂剂剂量相比至少为1.2倍高。

在此，应当注意，在前面段落中提到的掺杂剂剂量的两者都与第一导电类型的掺杂剂的掺杂剂浓度相关；例如，如将关于图21更详细地解释的那样，本体区102在二极管区段1-22中可以甚至延伸到沟槽底部下方，使得二极管区段1-22中的台面部分17中的一些或全部为第二导电类型(在那里产生与第一导电类型的掺杂剂的掺杂剂浓度相关的实质上达到零的平均掺杂剂剂量)。

阻挡区107的峰值掺杂剂浓度可以达到至少1×10¹⁵cm^-3、达到至少2×10¹⁶cm^-3、或者达到甚至多于5×10¹⁷cm^-3。

如在上面指示的那样，漂移区100的平均掺杂剂浓度可以在1×10¹²cm^-3到1×10¹⁴cm^-3的范围内。例如，漂移区100的平均掺杂剂浓度是在沟槽底部下方的漂移区100的区段中确定的。

过渡区段1-23中的台面子部分的平均掺杂剂剂量可以达到至少1×10¹²cm^-2、达到至少5×10¹²cm^-2或者达到甚至多于2×10¹³cm^-2。如所解释的那样，该平均掺杂剂剂量可以是借助于延伸到过渡区段1-23中的这些台面子部分中的阻挡区107来实现的。

二极管区段1-22中的台面子部分的平均掺杂剂剂量可以在5×10¹¹cm^-2至2×10¹³cm^-2的范围内，例如达到4×10¹³cm^-2。如将解释的那样，该平均掺杂剂剂量可以是借助于延伸到二极管区段1-22中的这些台面子部分中的进一步的阻挡区105和/或漂移区来实现的。

igbt区段1-21中的台面子部分的平均掺杂剂剂量可以在5×10¹¹cm^-2至2×10¹³cm^-2的范围内，例如达到4×10¹³cm^-2。如将要解释的那样，该平均掺杂剂剂量可以是借助于延伸到igbt区段1-21中的这些台面子部分中的又一进一步的阻挡区106和/或漂移区来实现的。

因此，过渡区段1-23中的台面子部分的平均掺杂剂剂量与二极管区段1-22中的台面子部分的平均掺杂剂剂量相比至少为1.2倍高。过渡区段1-23中的台面子部分的平均掺杂剂剂量与二极管区段1-22中的台面子部分的平均掺杂剂剂量相比可以甚至为至少1.5倍高或者至少两倍高。同时，可选地，igbt区段1-21中的台面子部分的平均掺杂剂剂量与过渡区段1-23中的台面子部分的平均掺杂剂剂量相比可以至多为5/6倍。igbt区段1-21中的台面子部分的平均掺杂剂剂量与过渡区段1-23中的台面子部分的平均掺杂剂剂量相比可以至多为2/3倍或者至多为1/2倍。

区段1-21、1-22和1-23的台面部分17中的所述台面子部分因此可以由延伸到台面部分17中的漂移区100形成，或者附加地或替换地由如下形成：延伸到过渡区段1-23的台面部分17中的阻挡区107，或者相应地如将在下面更详细地解释的延伸到二极管区段1-22的台面部分17中的进一步的阻挡区105，或者相应地如将在下面更详细地解释的延伸到igbt区段1-21的台面部分17中的又一进一步的阻挡区106。

因此，在实施例中，关于第一导电类型的掺杂剂，与igbt区段1-21和二极管区段1-22的对应的台面子部分相比，在过渡区段1-23内与本体区102形成pn结的台面子部分的平均掺杂剂剂量可以是最高的。同时，与存在于过渡区段1-23中的控制电极141的密度(其甚至可以是零)相比存在于igbt区段1-21中的控制电极141的密度更大。

例如，在此提及的掺杂剂剂量中的每个是通过沿着竖向方向z(其从第一负载端子11指向第二负载端子12)积分的掺杂剂浓度来限定的。

进一步地，在此提及的平均掺杂剂剂量中的每个可以被限定为在垂直于竖向方向z的横向方向x/y中的至少一个上沿着至少5μm的距离或至少10μm的距离取平均的掺杂剂剂量。相应的平均掺杂剂剂量甚至可以是通过在横向方向x/y上沿着相应的区(或者相应地，相应的体积)的总的横向延伸取平均的掺杂剂剂量来限定的。例如，为了比较的目的，与确定二极管区段1-22中的台面子部分的平均掺杂剂剂量相同地在同一竖向水平处并且沿着相同的横向距离来确定过渡区段1-23中的台面子部分的平均掺杂剂剂量。

例如，过渡区段1-23中的台面子部分的掺杂剂剂量是通过在相应的台面子部分中从本体区102处的pn结向下到沟槽底部的水平对掺杂剂浓度进行积分来确定的。因此，在示例中，二极管区段1-22中的台面子部分的掺杂剂剂量是通过在相应的台面子部分中从本体区102处的pn结向下到二极管区段1-22中的沟槽底部的水平对掺杂剂浓度进行积分来确定的。更进一步地，在该示例中，过渡区段1-23中的台面子部分的平均掺杂剂剂量是沿着过渡区段1-23在第一横向方向x上的总的横向延伸tle的平均掺杂剂剂量，并且二极管区段1-22中的台面子部分的平均掺杂剂剂量是沿着二极管区段1-22在第一横向方向x上的总的横向延伸tle2的平均掺杂剂剂量。

进一步地，术语"平均掺杂剂剂量"指代相同导电类型的电活性的掺杂剂。因此，平均掺杂剂剂量上的改变也可以是通过在两个部分中保持一种掺杂剂类型的剂量恒定并且通过应用反掺杂和/或损伤掺杂来实现的。另外，通过这样的手段，可以实现(净)平均掺杂剂剂量之间的差异。

更进一步地，应当理解的是，根据其来确定平均掺杂剂剂量的积分路径不延伸超过相关的半导体部分的边界。

在实施例中，igbt区段1-21中的本体区102的至少一部分在没有阻挡区107的情况下耦合到漂移区100，和/或二极管区段1-22中的本体区102的至少一部分在没有阻挡区107的情况下耦合到漂移区100。例如，在一个实施例中，在igbt区段1-21和二极管区段1-22这两者中的本体区102直接耦合到相对弱掺杂的漂移区100，如在图6中图示那样。在该实施例中，在igbt区段1-21和二极管区段1-22的台面部分17中没有实现第一导电类型的阻挡区等。

过渡区段1-23中的阻挡区107的总的横向延伸可以与过渡区段1-23的总的横向延伸tle相同，其中，当然，阻挡区107被过渡区段1-23的沟槽15/16重复地横断。

例如，二极管区段1-22和过渡区段1-23中的沟槽是源极沟槽16或浮置沟槽15。更进一步地，二极管区段1-22和过渡区段1-23中的每个台面部分可以被例如借助于接触插塞111电连接到第一负载端子11。

与此相对，igbt区段1-21中的沟槽类型可以变化；根据所图示的实施例，可以采用对应于"kgksosodosos"的相继地重复的沟槽-台面图案以用于形成igbt单元，在图6中图示了其中之一，其中"k"表示连接到第一负载端子11的台面部分17，"o"表示未连接到第一负载端子11的台面部分17(即意味着在第一负载端子11和台面部分17之间沿着竖向方向z的过渡是不导电的)，"g"表示栅极沟槽14，"s"表示源极沟槽16并且"d"表示虚设沟槽15(其与布置在非接触的台面部分17之间的栅极沟槽相同)。当然，在其它实施例中可以使用不同的沟槽-台面图案。

在实施例中，阻挡区107的平均掺杂剂剂量达到过渡区段1-23中的本体区102的平均掺杂剂剂量的至少20%并且不多于过渡区段1-23中的本体区102的平均掺杂剂剂量的500%。再次地，相应的平均掺杂剂剂量可以是沿着过渡区段1-23的总的横向延伸tle取平均的掺杂剂剂量。例如，根据这些示例性的规定，阻挡区107的平均掺杂剂剂量可以在1×10¹²cm^-2至5×10¹²cm^-2的范围内，例如达到5×10¹³cm^-2。例如，过渡区段1-23中的本体区102的平均掺杂剂剂量可以在5×10¹²cm^-2至2×10¹³cm^-2的范围内，例如达到5×10¹³cm^-2，其中，例如，掺杂剂剂量是与沟槽侧壁相邻地确定的，并且不包括靠近接触表面的高掺杂的接触区。

在此，应当指出的是，在二极管区段1-22、过渡区段1-23和igbt区段1-21中的每个中本体区102可以是被等同地配置的。例如，本体区102并不是关于二极管区段1-22、过渡区段1-23和igbt区段1-21横向地结构化的。因此，上面指示的在过渡区段1-23中的本体区102的平均掺杂剂剂量也可以存在于二极管区段1-22中以及存在于igbt区段1-21中。

在另一实施例中，本体区102的配置在igbt区段1-21和过渡区段1-23中是相同的，但是在二极管区段1-22中是不同的，如上面已经关于图21指示的那样。例如，在那里，本体区102被更重地掺杂和/或沿着竖向方向z更深地延伸到半导体本体10中，例如，甚至比二极管区段1-22中的沟槽底部深。

在实施例中，至少借助于包括阻挡区107的阻挡层的横向结构来实现igbt区段1-21中的台面子部分的平均掺杂剂剂量、二极管区段1-22中的台面子部分的平均掺杂剂剂量和过渡区段1-23中的台面子部分的平均掺杂剂剂量中的至少一个(各区段1-21、1-22、1-23都与本体区102相接)。例如，参照图12，进一步的阻挡区105可以被布置在二极管区段1-22中，并且又一进一步的阻挡区106可以被布置在igbt区段1-21中。阻挡区105、106、107可以是在相同的(一个或多个)处理步骤内产生的，例如通过在注入处理步骤期间使用被对应地结构化的掩模来产生的；因此，阻挡层的横向结构或者相应地在阻挡层的形成期间使用的掩模的横向结构可以确保例如关于第一导电类型的掺杂剂，与igbt区段1-21和二极管区段1-22的对应的台面子部分相比在过渡区段1-23内与本体区102形成pn结的台面子部分的平均掺杂剂剂量可以是最高的。在注入步骤期间使用的掩模于是将具有不同的开口区域对于掩模区域的比率，从而与在二极管区段1-22中或者在igbt区段1-21中相比，在过渡区段1-23中台面子部分的更大的区域被利用第一导电类型的掺杂剂进行注入。然后通过取得包括阻挡区107的台面子部分的平均掺杂剂剂量和不包括阻挡区107的台面子部分的平均掺杂剂剂量来确定台面子部分的平均掺杂剂剂量。同时，如上面提到的那样，出现在igbt区段1-21中的控制电极141的密度大于出现在过渡区段1-23中的控制电极141的密度(其甚至可以是零)。更进一步地，应当理解，与igbt区段1-21和二极管区段1-22的本体区102形成pn结的台面子部分的平均掺杂剂剂量可以彼此不同，其中，再次地，这种差异可以是通过使用被对应地结构化的掩模来实现的。仍然参照图12，应当理解，进一步的阻挡区105、106是可选地提供的，并且在其它实施例中可以被省略(参见图6)；在其中阻挡区107(或者更轻地掺杂的阻挡区)既不延伸到二极管区段1-22中也不延伸到igbt区段1-21中的后者的情况下，用于形成阻挡层的掩模因此将完全阻断二极管区段1-22和igbt区段1-21而使其免受注入。

在实施例中，rcigbt1因此在二极管区段1-22中包括第一导电性的进一步的阻挡区105，其具有漂移区100的平均掺杂剂浓度的至少10倍或者甚至100倍那么大的峰值掺杂剂浓度，并且沿着二极管区段1-22的总的横向延伸tle2的至少10%横向地延伸，其中二极管区段1-22中的本体区102的至少一部分被至少借助于进一步的阻挡区105耦合到漂移区100。

附加地或替换地，根据实施例，rcigbt1在igbt区段1-21中包括第一导电性的又一进一步的阻挡区106，其具有漂移区100的平均掺杂剂浓度的至少10倍或者甚至100倍那么大的平均掺杂剂浓度，并且沿着igbt区段1-21的总的横向延伸tle1的至少10%横向地延伸，其中igbt区段1-21中的本体区102的至少一部分被至少借助于又一进一步的阻挡区106耦合到漂移区100。

下面描述包括阻挡区107和可选的进一步的阻挡区105以及又一进一步的阻挡区106的阻挡层的示例性方面。

例如，关于阻挡层的另外可选的实现，参照图7。与图6的实施例相比，过渡区段1-23的配置和igbt区段1-21的配置没有被更改。根据变型(a)和(b)，进一步的阻挡区105被提供在二极管区段1-22中，其中形成该进一步的阻挡区105可以是借助于在也被采用于在过渡区段1-23中形成阻挡区107的注入期间使用被对应地结构化的掩模来实现的。但是，即使存在进一步的阻挡区105，也确保过渡区段1-23中的台面子部分(其与过渡区段1-23中的本体区102形成pn结)的平均掺杂剂剂量与二极管区段1-22中的台面子部分(其与二极管区段1-22中的本体区102形成pn结)的平均掺杂剂剂量相比至少为1.2倍高。

进一步的阻挡区105的平均掺杂剂剂量可以在5×10¹¹cm^-2至2×10¹³cm^-2的范围内，例如达到4×10¹³cm^-2。该平均掺杂剂剂量也可以是沿着二极管区段1-22的总的横向延伸tle2取平均的掺杂剂剂量。

根据图7的变型(a)，在二极管区段1-22的每个台面部分17中实现进一步的阻挡区105。替换地，根据图7的变型(b)，仅在二极管区段1-22的台面部分17的子集中实现进一步的阻挡区105，例如，仅在二极管区段1-22的台面部分17的20%到80%中实现进一步的阻挡区105。于是，关于二极管区段1-22和过渡区段1-23中的相应的单个台面部分17，掺杂剂剂量甚至可以彼此相等；不管如何沿着二极管区段1-22的总的横向延伸tle2取平均，二极管区段1-22中的进一步的阻挡区105的平均掺杂剂剂量低于过渡区段1-23中的阻挡区的被对应地取平均的掺杂剂剂量，由此满足如下规定：过渡区段1-23中的台面子部分(其与过渡区段1-23中的本体区102形成pn结)的平均掺杂剂剂量与二极管区段1-22中的台面子部分(其与二极管区段1-22中的本体区102形成pn结)的平均掺杂剂剂量相比至少为1.2倍高。

现在参照图8中图示的实施例，其中与图6的实施例相比，二极管区段1-22的配置和igbt区段1-21的配置没有被更改，过渡区段1-23包括许多个(在示例中为一个)局部igbt单元。但是，实现如下的规定：在igbt区段1-21中被电连接到控制端子13的沟槽电极141的平均密度是在过渡区段1-23中连接到控制端子13的沟槽电极141的平均密度的至少两倍那么大。在示例中，一个栅极沟槽14被与相邻的台面部分17中的相关联的源极区101一起提供在过渡区段1-23中。在实施例中，如还在图11中图示那样，过渡区段1-23中的阻挡区107可以在横向上被结构化，例如使得在阻挡区107和过渡区段1-23中的至少一个局部igbt单元之间没有形成横向的重叠。在另一实施例中，在过渡区段1-23中阻挡区107未被结构化而是在过渡区段1-23内连续地延伸，例如没有任何更改地连续地延伸(如在图9中示例性地图示那样)。两个实施例都可以利用图8中示出的变型来实现。

现在参照图9中图示的实施例，其中与图8的实施例相比，二极管区段1-22的配置和过渡区段1-23的配置没有被更改，igbt区段1-21配备有又一进一步的阻挡区106。区段(a)图示竖向横截面，并且区段(b)图示rcigbt1的该实施例的相同区段的对应的水平投影。根据该实施例，在igbt区段1-21中提供又一进一步的阻挡区106，其中形成该又一进一步的阻挡区106可以是借助于在也被采用于在过渡区段1-23中形成阻挡区107的注入期间使用被对应地结构化的掩模来实现的。

但是，即使存在又一进一步的阻挡区106，也可以确保过渡区段1-23中的台面子部分(其与过渡区段1-23中的本体区102形成pn结)的平均掺杂剂剂量与igbt区段1-21中的台面子部分(其与igbt区段1-21中的本体区102形成pn结)的平均掺杂剂剂量相比至少为1.2倍高。但是，参照图19和图20——这两者与图9至图11中的变型相比都图示又一进一步的阻挡区106的变化，应当理解的是未必需要提供后者的特征。例如，过渡区段1-23中的台面子部分(其与过渡区段1-23中的本体区102形成pn结)的平均掺杂剂剂量可以替换地与igbt区段1-21中的台面子部分(其与igbt区段1-21中的本体区102形成pn结)的平均掺杂剂剂量实质上相同。换句话说，又一进一步的阻挡区106的平均掺杂剂剂量可以与阻挡区107的平均掺杂剂剂量一样大；例如假设过渡区段1-23不包括局部igbt单元(参见图19，即根本没有控制电极141)，或者相应地允许过渡区段1-23中有局部igbt单元(参见图20)，只要确保被电连接到控制端子13的沟槽电极141的平均密度是过渡区段1-23中连接到控制端子13的沟槽电极141的平均密度的至少两倍那么大即可。

又一进一步的阻挡区106的平均掺杂剂剂量可以在5×10¹¹cm^-2至2×10¹³cm^-2的范围内，例如达到4×10¹³cm^-2。该平均掺杂剂剂量也可以是沿着igbt区段1-21的总的横向延伸tle1取平均的掺杂剂剂量。

根据图9的变型，仅在igbt区段1-21的台面部分17的子集中实现又一进一步的阻挡区106，例如仅在igbt区段1-21的台面部分17的30%中实现又一进一步的阻挡区106。于是，关于igbt区段1-21和过渡区段1-23中的相应的单个台面部分17，掺杂剂剂量甚至可以彼此相等；不管如何沿着igbt区段1-21的总的横向延伸tle1取平均，igbt区段1-21中的又一进一步的阻挡区106的平均掺杂剂剂量低于过渡区段1-23中的阻挡区107的被对应地取平均的掺杂剂剂量，由此满足如下可选的规定：过渡区段1-23中的台面子部分(其与过渡区段1-23中的本体区102形成pn结)的平均掺杂剂剂量与igbt区段1-21中的台面子部分(其与igbt区段1-21中的本体区102形成pn结)的平均掺杂剂剂量相比至少为1.2倍高。

例如，如果被提供，则又一进一步的阻挡区106可以与igbt区段1-21中的源极区101在横向上重叠，如在图9中图示那样。替换地，又一进一步的阻挡区106的这样的结构可以为使得避免重叠，如在图10中图示那样(除了该差别之外，图10图示与图9相同的实施例)。更进一步地，可以再次通过在形成阻挡层期间使用被对应地结构化的掩模来形成借助于凹部1061实现的横向结构。

现在参照图11中图示的实施例，其中，与图10的实施例相比，二极管区段1-22的配置和igbt区段1-21的配置没有被更改，过渡区段1-23中的阻挡区107可以在横向上被结构化，如已经在上面指示的那样，即例如被以一定的方式结构化以使得在阻挡区107和过渡区段1-23中的至少一个局部igbt单元之间不形成在横向上的重叠。这可以通过阻挡区107中的在横向上与过渡区段1-23中的局部igbt单元的源极区101重叠的一个或多个对应的凹部1071来实现。但是，即使在其中阻挡区107的平均掺杂剂剂量由于至少一个凹部1071而减少的该实施例中，也可以确保过渡区段1-23中的台面子部分(其与过渡区段1-23中的本体区102形成pn结)的平均掺杂剂剂量与igbt区段1-21中的台面子部分(其与igbt区段1-21中的本体区102形成pn结)的平均掺杂剂剂量相比至少为1.2倍高。例如，即使阻挡区107的局部掺杂剂剂量和阻挡区106的局部掺杂剂剂量在过渡区段1-23和igbt区段1-21这两者中相同，也例如通过与过渡区段1-23中的阻挡区107的(一个或多个)凹部1071相比在又一进一步的阻挡区106中的数量和/或面积增加的凹部1061来实现在平均掺杂剂剂量(沿着igbt区段1-21的总的横向延伸tle1取平均或者相应地沿着过渡区段1-23的总的横向延伸tle取平均)上的这样的差异。

如在上面指示的那样，阻挡区107以及如果存在的话进一步的阻挡区105和/或又一进一步的阻挡区106可以形成rcigbt1的阻挡层。阻挡层可以是连续的阻挡层，可选地被提供有凹部1071、1061，例如以使得在igbt区段1-21中以及(如果存在的话)在过渡区段1-23中的源极区101的竖向投影不含阻挡区106、107。

现在参照图12中图示的实施例，与图6的实施例相比，除了在二极管区段1-22中添加进一步的阻挡区105和在igbt区段1-21中添加进一步的阻挡区106之外，二极管区段1-22的配置、igbt区段1-21的配置和过渡区段1-23的配置没有被更改。在该示例中，如过渡区段1-23中的阻挡区107那样，进一步的阻挡区105和106在横向上未被结构化，但是阻挡区105的平均掺杂剂剂量和阻挡区106的平均掺杂剂剂量这两者都等同地低于阻挡区107的平均掺杂剂剂量，例如为阻挡区107的平均掺杂剂剂量的二分之一，例如以使得阻挡区105的平均掺杂剂剂量和阻挡区106的平均掺杂剂剂量之和大约与阻挡区107的平均掺杂剂剂量一样大。例如，为了实现这样的配置，相同的第一注入可以被应用在区段1-21、1-22和1-23中的每个中，并且附加的第二注入被应用在过渡区段1-23中(但是不应用在区段1-22和1-21中)。或者，为了实现这样的配置，相同的第一注入可以被应用在区段1-21和1-23这两者中，并且附加的第二注入被应用在区段1-22和1-23这两者中(但是不应用在区段1-21中)。再次地，即使阻挡区不仅被提供在过渡区段1-23中而且还被提供在二极管区段1-22和igbt区段1-21这两者中，也可以确保：(a)过渡区段1-23中的台面子部分(其与过渡区段1-23中的本体区102形成pn结)的平均掺杂剂剂量与二极管区段1-22中的台面子部分(其与二极管区段1-22中的本体区102形成pn结)的平均掺杂剂剂量相比至少为1.2倍高；以及(b)过渡区段1-23中的台面子部分(其与过渡区段1-23中的本体区102形成pn结)的平均掺杂剂剂量与igbt区段1-21中的台面子部分(其与igbt区段1-21中的本体区102形成pn结)的平均掺杂剂剂量相比至少为1.2倍高。

将基于如在图14、图16和图18中示出的水平投影的对应的区段关于图13至图20来解释区段1-21、1-22和1-23的掺杂区103、104和109的示例性方面。为了说明的目的，在图13、图15和图17中示出的竖向横截面的相关联的区段分别与图6相同。然而，在前侧110处的区段1-21、1-22和1-23的设计的上面描述的可选的修改/变型也可以与现在将描述的在背侧120处的变型/修改组合地实现。

在一些实现中，如在图14、图16和图18的变型的每个中示例性地图示的那样，igbt发射极区103被掺杂有第二导电类型的掺杂剂并且不包括第一导电类型的任何部分。掺杂可以是均匀的，或者替换地，如图18的变型(a)和(b)中示例性地图示的那样，igbt发射极区103是在横向上被结构化的区，具有被电连接到第二负载端子12并且被耦合到漂移区100的许多个第二导电类型的较高掺杂的igbt发射极子区1031，并且具有被电连接到第二负载端子12并且被耦合到漂移区100的许多个第二导电类型的较低掺杂的igbt发射极子区1032。子区1031和1032的平均掺杂剂剂量上的差异可以达到10倍或者甚至100倍。子区1031和1032的平均掺杂剂剂量上的差异可以允许在反向恢复期间实现更低水平的空穴注入。

更进一步地，在一些实现中，如在图14(a)、图14(b1)、图14(b2)、图16(aa)和图16(b2a)以及图18(a)和图18(b)的变型中的每个中示例性地图示那样，二极管阴极区104可以完全是第一导电类型的并且被电连接到第二负载端子12并且被耦合到漂移区100。例如，在这些实现中的二极管阴极区104未被结构化而是被均匀地掺杂。

在其它实现中，如在图14(c)、图16(ab)和图16(b2b)的变型中的每个中示例性地图示的那样，二极管阴极区104在横向上被电连接到第二负载端子12并且被耦合到漂移区100的第二导电类型的一个或多个子区1041中断。第二导电类型的子区1041可以构成二极管阴极区104的总的横向延伸(其与上面描述的tle2相同)的50%，如在图14(c)中示出那样。在其它实现中，如在图16(ab)和图16(b2b)中示出那样，第二导电类型的子区1041可以构成仅显著小于二极管阴极区104的总的横向延伸的50%，并且例如仅被提供在过渡区段1-23附近。就掺杂剂剂量而言，第二导电性的子区1041可以是与igbt发射极区103相同地配置的。例如，提供第二导电性的子区1041作为二极管阴极区104的一部分可以允许在反向恢复期间的空穴注入以防止电流急变(snap-off)。

许多变型可用于在背侧120处形成过渡区段1-23的掺杂区109。在一些实现中，igbt发射极区103的配置可以在没有修改的情况下被简单地延伸到过渡区段1-23中。因此，在实施例中，过渡区段1-23的掺杂区109的配置与在图14(a)、图14(b)、图16(ab)和图16(b)中示出的igbt发射极区103的配置相同。因此，掺杂区109可以如igbt发射极区103那样是第二导电类型的，其中或者是igbt发射极区103是在横向上被结构化的区，具有被电连接到第二负载端子12并且被耦合到漂移区100的所述许多个的第二导电类型的较高掺杂的igbt发射极子区1031，并且具有被电连接到第二负载端子12并且被耦合到漂移区(100)的所述许多个的第二导电类型的较低掺杂的igbt发射极子区1032；并且因此，参照图18(b)，掺杂区109也是在横向上被结构化的区，具有被电连接到第二负载端子12并且被耦合到漂移区100的许多个第二导电类型的较高掺杂的子区1091，并且具有被电连接到第二负载端子12并且被耦合到漂移区100的许多个第二导电类型的较低掺杂的子区1092。子区1091和1092的平均掺杂剂剂量上的差异可以对应于针对igbt发射极区103和二极管阴极区104选取的那些。子区1091和1092的平均掺杂剂剂量上的差异可以允许在二极管导通状态模式下实现强烈地减少的电子注入并且实现在反向恢复期间的非常低的空穴注入。

在其它实现中，如在图14(b1)、图14(b2)和图16(b2a)、图16(b2b)中示出那样，掺杂区109并非排它地为第二导电类型的，而是具有被电连接到第二负载端子12并且被耦合到漂移区100的许多个第一导电类型的第一子区1091以及被电连接到第二负载端子12并且被耦合到漂移区100的许多个第二导电类型的第二子区1092的混合区。许多个第二导电类型的第二子区1092中的每个的平均掺杂剂剂量可以与igbt发射极区103的平均掺杂剂剂量实质上相同，并且许多个第一导电类型的第一子区1091中的每个的平均掺杂剂剂量可以与二极管阴极区104的平均掺杂剂剂量实质上相同。掺杂区109的关于第一子区1091和第二子区1092的分布和尺寸的设计可以是取决于正向电流密度、反向恢复电流密度、半导体本体厚度d和场停止层108的掺杂剂浓度而选取的。例如，电流密度越高尺寸越低。尺寸可以例如小于半导体本体厚度d的30%或小于半导体本体厚度d的10%或者甚至小于半导体本体厚度d的5%。

例如，在掺杂区109是例如借助于如在图14(b1)和图14(b2)中图示的p-n条状结构形成的混合区的情况下，二极管性能仅被微小地影响，但是rcigbt1的反向恢复行为被改进。

现在参照图21，将解释rcigbt1的又一进一步的实施例。除了二极管区段1-22中的进一步的阻挡区105之外，该实施例可以呈现上面关于图1至图20解释的所有特征。根据图21的实施例，相反地，二极管区段1-22的本体区102与igbt区段1-21中的本体区102相比沿着竖向方向z延伸得更远，与igbt区段1-21中的本体区102沿着竖向方向z的最深水平相比至少为150%倍远。例如，过渡区段1-23的阻挡区107和二极管区段1-22的本体区102具有达到阻挡区107的总的竖向延伸范围的至少20%的共同的竖向延伸范围。如所图示那样，二极管区段1-22的"深"本体区102甚至可以延伸超过沟槽底部。二极管区段1-22的"深"本体区102可以是在横向上未被结构化的，并且在二极管区段22的总的横向延伸tle2内均匀地延伸。

在实施例中，"深"本体区102可以由于在二极管区段1-22处在前侧110附近的电势的有益分布而改进rcigbt1的可控性和/或性能。

在此还提供了一种形成rcigbt的方法。方法包括形成以下组件：有源区，其具有igbt区段、二极管区段以及在igbt区段和二极管区段之间的过渡区段，其中igbt区段和二极管区段从相对的横向方向邻接过渡区段；围绕有源区的边缘终止区；半导体本体，其具有前侧和背侧，半导体本体的厚度被限定为沿着前侧和背侧之间的竖向方向的距离，其中过渡区段的总的横向延伸达到半导体本体厚度的至少30%；多个沟槽，其被布置在igbt区段、二极管区段和过渡区段中的每个中，每个沟槽沿着竖向方向从前侧延伸到半导体本体中并且包括被通过沟槽绝缘体与半导体本体隔离的沟槽电极，其中两个相邻的沟槽限定半导体本体中的相应的台面部分；在半导体本体前侧处的第一负载端子和在半导体本体背侧处的第二负载端子。igbt区段被配置用于在第一负载端子和第二负载端子之间传导正向负载电流。二极管区段被配置用于在第一负载端子和第二负载端子之间传导反向负载电流。方法进一步包括形成用于控制正向负载电流的控制端子，其中在igbt区段中，被电连接到控制端子的沟槽电极的平均密度是在过渡区段中被连接到控制端子的沟槽电极的平均密度的至少两倍那么大。方法进一步包括形成：第一导电类型的漂移区，其在半导体本体中并且延伸到igbt区段、二极管区段和过渡区段中的每个中；以及第二导电类型的本体区，其被形成在半导体本体的台面部分中并且延伸到igbt区段、二极管区段和过渡区段中的每个中。本体区的至少部分被电连接到第一负载端子，其中至少在过渡区段中本体区对于第一导电类型的台面部分的子区段形成pn结。方法进一步包括至少在过渡区段中形成第一导电性的阻挡区，其具有与漂移区的平均掺杂剂浓度相比至少为100倍大的峰值掺杂剂浓度并且至少被布置在台面子部分的部分中。过渡区段中的台面子部分的平均掺杂剂剂量与二极管区段中的台面子部分的平均掺杂剂剂量相比至少为1.2倍高。

该方法的示例性实施例对应于上面描述的rcigbt1的实施例。在一个实施例中，方法包括使用在横向上被结构化的掩模以用于形成阻挡层，阻挡层至少包括阻挡区107并且可选地包括进一步的阻挡区105和又一进一步的阻挡区106中的至少之一，如上面解释的那样。

在上面解释了与rcigbt有关的实施例和对应的处理方法的实施例。

例如，这些rcigbt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。

然而，应当理解，半导体本体10及其区/区带可以是由适合于制造半导体器件的任何半导体材料制成的。举几个例子来说，这样的材料的示例包括但是不限制于：基本半导体材料，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、三元或四元的iii-v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(ingapa)、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)；以及二元或三元的ii-vi半导体材料，诸如碲化镉(cdte)和碲镉汞(hgcdte)。前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(sixc1-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。

为了容易描述而使用了诸如"下方"、"下面"、"下"、"上方"和"上"等的空间相对术语以解释一个元素相对于第二元素的定位。这些术语意图涵盖相应器件的除了与各图中描绘的那些不同的不同定向之外的不同定向。进一步地，诸如"第一"、"第二"等的术语也被用于描述各种元素、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元素。

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，其指示所声明的元素或特征的存在，但是不排除附加的元素或特征。

在谨记上面的变化和应用的范围的情况下，应当理解，本发明不受前面的描述限制，也不受随附附图限制。相反，本发明仅由随后的权利要求及其法律等同物限制。