[發明專利]一種IGBT器件及智能功率模塊

有效

• 申請號: 202011165926.8
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112510035B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 蘭昊
• 申請（專利權）人: 廣東美的白色家電技術創新中心有限公司;美的集團股份有限公司
• 主分類號: H01L27/06
• 分類號: H01L27/06;H01L29/739;H01L25/16
• 代理公司: 深圳市威世博知識產權代理事務所(普通合伙) 44280
• 代理人: 李慶波

本申請公開了一種IGBT器件及智能功率模塊。該IGBT器件包括：襯底、第一IGBT元胞、第二IGBT元胞、第一絕緣層和第二絕緣層，第一IGBT元胞和第二IGBT元胞依次層疊設置于襯底上，并由第一絕緣層進行隔離，第二絕緣層蓋設于第二IGBT元胞背離襯底的一側，第一絕緣層內埋設有第一柵極，第二絕緣層內埋設有第二柵極，第一柵極用于同時控制第一IGBT元胞和第二IGBT元胞，第二柵極用于至少控制第二IGBT元胞，第一柵極和第二柵極彼此電連接。通過這種方式，能夠提高IGBT器件的耐壓性能和電流處理能力，降低導通電阻，進而能夠減少IGBT器件的功耗。

技術領域

本申請涉及半導體技術領域，特別是涉及一種IGBT器件及智能功率模塊。

背景技術

絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)是由雙極型三極管(BJT)和絕緣柵型場效應管(MOSFET)組成的復合全控型電壓驅動式功率半導體器件，兼有MOSFET器件的高輸入阻抗和電力晶體管的低導通壓降兩方面的優點，由于IGBT具有驅動功率小而飽和壓降低的優點，目前IGBT作為一種新型的電力電子器件被廣泛應用到各個領域。

IGBT通常可以分為橫向IGBT和垂直IGBT。基于SOI工藝的IGBT通常采用橫向結構(SOI-LIGBT)。隨著半導體工藝的發展，SOI-LIGBT和其驅動控制電路可以集成在一起，并成為當前智能功率模塊重要的研究方向。提升SOI-LIGBT的性能也成為研究的重點之一。

本申請的發明人在長期的研發過程發現，現有SOI-IGBT耐壓性能和電流處理能力不夠強。

發明內容

本申請主要解決的技術問題是如何提高IGBT器件的耐壓性能和電流處理能力，進而減少IGBT器件的功耗。

為解決上述技術問題，本申請采用的一個技術方案是：提供一種IGBT器件。該IGBT器件包括：襯底、第一IGBT元胞、第二IGBT元胞、第一絕緣層和第二絕緣層，第一IGBT元胞和第二IGBT元胞依次層疊設置于襯底上，并由第一絕緣層進行隔離，第二絕緣層蓋設于第二IGBT元胞背離襯底的一側，第一絕緣層內埋設有第一柵極，第二絕緣層內埋設有第二柵極，第一柵極用于同時控制第一IGBT元胞和第二IGBT元胞，第二柵極用于至少控制第二IGBT元胞，第一柵極和第二柵極彼此電連接。

為解決上述技術問題，本申請采用的另一個技術方案是：提供一種智能功率模塊。該智能功率模塊集成有IGBT器件及其驅動控制電路，IGBT器件為上述IGBT器件。

本申請實施例的有益效果是：本申請IGBT器件包括：襯底、第一IGBT元胞、第二IGBT元胞、第一絕緣層和第二絕緣層，第一IGBT元胞和第二IGBT元胞依次層疊設置于襯底上，并由第一絕緣層進行隔離，第二絕緣層蓋設于第二IGBT元胞背離襯底的一側，第一絕緣層內埋設有第一柵極，第二絕緣層內埋設有第二柵極，第一柵極用于同時控制第一IGBT元胞和第二IGBT元胞，第二柵極用于至少控制第二IGBT元胞，第一柵極和第二柵極彼此電連接。本申請實施例IGBT器件設有第一IGBT元胞和第二IGBT元胞，并利用第一柵極用于同時控制第一IGBT元胞和第二IGBT元胞，使得第一IGBT元胞導通時形成一導電溝道及第二IGBT元胞導通時形成一導電溝道；同時利用第二柵極至少控制第二IGBT元胞，使得第二IGBT元胞導通時形成一導電溝道。因此，相較于現有的IGBT器件，本申請實施例的IGBT器件導通時至少形成有三個導電溝道，使得IGBT器件具有較寬的導電溝道；同時，第一IGBT元胞對第二IGBT元胞疊層設置，二者之間具有場板作用，能夠提高第二IGBT元胞的耐壓能力，第二IGBT元胞對第一IGBT元胞具有場板作用，能夠提高第一IGBT元胞的耐壓能力。因此，本申請實施例能夠提高IGBT器件的耐壓和電流密度，降低導通電阻，從而能夠降低IGBT器件的功耗。

附圖說明