[實(shí)用新型]絕緣柵極晶體管、智能功率模塊及空調(diào)器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201921350198.0
• 申請(qǐng)日: 2019-08-19
• 公開（公告）號(hào): CN210120139U
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮宇翔;劉利書
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東美的制冷設(shè)備有限公司;美的集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/739
• 分類號(hào): H01L29/739;H01L27/02;H01L27/06
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 尚偉凈

本實(shí)用新型提出了絕緣柵極晶體管、智能功率模塊及空調(diào)器。該絕緣柵極晶體管包括：漂移區(qū)；P阱區(qū)，設(shè)置在漂移區(qū)的一側(cè)；發(fā)射極區(qū)，設(shè)置在P阱區(qū)遠(yuǎn)離漂移區(qū)的一側(cè)；發(fā)射極，設(shè)置在發(fā)射極區(qū)遠(yuǎn)離P阱區(qū)的表面；柵氧化層，設(shè)置在發(fā)射極區(qū)和P阱區(qū)遠(yuǎn)離漂移區(qū)的表面；柵極，設(shè)置在柵氧化層遠(yuǎn)離柵氧化層的表面；二極管，其陽極與發(fā)射極電連接，其陰極與柵極電連接。本實(shí)用新型所提出的平面柵型絕緣柵極晶體管，通過將二極管的陰極與柵極電連接、陽極與發(fā)射極電連接，從而有效防止意外高壓將柵極與發(fā)射極之間被擊穿損壞，進(jìn)而使平面柵型絕緣柵極晶體管的使用壽命更長。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體的，本實(shí)用新型涉及絕緣柵極晶體管、智能功率模塊及空調(diào)器。

背景技術(shù)

絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor，簡稱IGBT)，是由雙極型三極管(BJT)和絕緣柵型場效應(yīng)管(MOSFET)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件，其結(jié)構(gòu)包括柵極G、發(fā)射極E和集電極C。通過給柵極G施加電壓，可控制集電極C與發(fā)射極E之間的通斷。具體的，柵極G與發(fā)射極E之間不施加電壓時(shí)，則集電極C與發(fā)射極E之間斷開；柵極G與發(fā)射極E之間施加15V(即閾值電壓)電壓時(shí)，則集電極C與發(fā)射極E之間導(dǎo)通。

絕緣柵雙極型晶體管兼有MOSFET器件的高輸入阻抗和電力晶體管(即巨型晶體管，簡稱GTR)的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)，且驅(qū)動(dòng)功率小而飽和壓降低，目前IGBT作為一種新型的電力電子器件被廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域。

但是，現(xiàn)階段為了使絕緣柵雙極晶體管的驅(qū)動(dòng)電壓不至于較高，而使極G與發(fā)射極E之間的柵氧化層厚度變薄，如此，會(huì)導(dǎo)致柵極G和發(fā)射E之間的耐壓能力變低，從而在絕緣柵雙極晶體管的使用過程中，遇到意料之外的高壓就容易造成柵極與發(fā)射極之間被擊穿損壞。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型是基于發(fā)明人的下列發(fā)現(xiàn)而完成的：

本實(shí)用新型的發(fā)明人針對(duì)上述的柵氧化層太薄導(dǎo)致柵極G耐壓不夠而容易發(fā)生擊穿的問題，而在平面柵型絕緣柵極晶體管上設(shè)計(jì)二極管的陽極與發(fā)射極電連接、陰極與柵極電連接，從而增加?xùn)艠O耐壓性能，有效防止絕緣柵極晶體管被擊穿。

有鑒于此，本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提出一種具有防擊穿、柵極耐壓性能更高的平面柵型絕緣柵極晶體管結(jié)構(gòu)。

在本實(shí)用新型的第一方面，本實(shí)用新型提出了一種絕緣柵極晶體管。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述絕緣柵極晶體管包括：漂移區(qū)；P阱區(qū)，所述P阱區(qū)設(shè)置在所述漂移區(qū)的一側(cè)；發(fā)射極區(qū)，所述發(fā)射極區(qū)設(shè)置在所述P阱區(qū)遠(yuǎn)離所述漂移區(qū)的一側(cè)；發(fā)射極，所述發(fā)射極設(shè)置在所述發(fā)射極區(qū)遠(yuǎn)離所述P阱區(qū)的表面；柵氧化層，所述柵氧化層設(shè)置在所述發(fā)射極區(qū)和所述P阱區(qū)遠(yuǎn)離所述漂移區(qū)的表面；柵極，所述柵極設(shè)置在所述柵氧化層遠(yuǎn)離所述漂移區(qū)的表面；二極管，所述二極管的陽極與所述發(fā)射極電連接，所述二極管的陰極與所述柵極電連接。

發(fā)明人經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，本實(shí)用新型實(shí)施例的平面柵型絕緣柵極晶體管，通過將二極管的陰極與柵極電連接、陽極與發(fā)射極電連接，從而有效防止意外高壓將柵極與發(fā)射極之間被擊穿損壞，進(jìn)而使平面柵型絕緣柵極晶體管的使用壽命更長。

另外，根據(jù)本實(shí)用新型上述實(shí)施例的絕緣柵極晶體管，還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述二極管設(shè)置在所述柵極和所述發(fā)射極區(qū)以外的區(qū)域。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述發(fā)射極區(qū)圍繞所述柵極設(shè)置，所述二極管設(shè)置在所述柵極遠(yuǎn)離所述發(fā)射極區(qū)的一側(cè)。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述陽極環(huán)繞所述陰極設(shè)置。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述陽極的材料與所述P阱區(qū)的材料相同；和/或，所述陰極的材料與所述發(fā)射極區(qū)的材料相同。