[發(fā)明專利]一種IGBT器件及智能功率模塊

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011360147.3
• 申請(qǐng)日: 2020-11-27
• 公開（公告）號(hào): CN112510086B
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘭昊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東美的白色家電技術(shù)創(chuàng)新中心有限公司;美的集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/739
• 分類號(hào): H01L29/739;H01L29/417;H01L25/16
• 代理公司: 深圳市威世博知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44280
• 代理人: 瞿璨

本申請(qǐng)公開了一種IGBT器件及智能功率模塊。該IGBT器件包括：沿第一方向依次層疊設(shè)置集電極、漂移區(qū)、發(fā)射極及柵極；柵極在集電極上的投影位于發(fā)射極在集電極上的投影內(nèi)，以使發(fā)射極間隔集電極和柵極；其中，響應(yīng)于IGBT導(dǎo)通，發(fā)射極靠近柵極的一側(cè)形成沿第一方向朝背離集電極一側(cè)延伸的導(dǎo)電溝道。通過這種方式，能夠減小IGBT器件的米勒電容，進(jìn)而降低開關(guān)損耗，且能夠提高IGBT器件的耐壓能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種IGBT器件及智能功率模塊。

背景技術(shù)

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(chǎng)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，兼有MOSFET器件的高輸入阻抗和電力晶體管的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)，由于IGBT具有驅(qū)動(dòng)功率小而飽和壓降低的優(yōu)點(diǎn)，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。

如圖1所示的IGBT的剖面結(jié)構(gòu)圖，在IGBT的集電極101和發(fā)射極102之間等效存在集電極-發(fā)射極電容，在發(fā)射極102和柵極103之間等效存在有柵極-發(fā)射極電容，在集電極101與柵極103之間等效存在有門極-集電極電容，即米勒電容。在柵極103對(duì)柵極-發(fā)射極電容和米勒電容的充電階段，IGBT開始導(dǎo)通，集電極101電流開始增加，并達(dá)到最大負(fù)載電流，同時(shí)柵極103電壓也達(dá)到并維持在米勒電壓平臺(tái)。

由于存在米勒電容，所以在IGBT的導(dǎo)通過程中柵極103的電壓會(huì)維持在米勒電壓平臺(tái)一段時(shí)間，在此期間，IGBT的開關(guān)損耗比較大。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)主要解決的技術(shù)問題是如何減小IGBT器件的米勒電容，降低開關(guān)損耗，并提高IGBT器件的耐壓性能。

為解決上述技術(shù)問題，本申請(qǐng)采用的一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種IGBT器件。該IGBT器件包括：沿第一方向依次層疊設(shè)置集電極、漂移區(qū)、發(fā)射極及柵極；柵極在集電極上的投影位于發(fā)射極在集電極上的投影內(nèi)，以使發(fā)射極間隔集電極和柵極；其中，響應(yīng)于IGBT導(dǎo)通，發(fā)射極靠近柵極的一側(cè)形成沿第一方向朝背離集電極一側(cè)延伸的導(dǎo)電溝道。

為解決上述技術(shù)問題，本申請(qǐng)采用的另一個(gè)技術(shù)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(qū)動(dòng)控制電路，IGBT器件為上述IGBT器件。

本申請(qǐng)實(shí)施例的有益效果是：本申請(qǐng)IGBT器件包括：沿第一方向依次層疊設(shè)置集電極、漂移區(qū)、發(fā)射極及柵極；柵極在集電極上的投影位于發(fā)射極在集電極上的投影內(nèi)，以使發(fā)射極間隔集電極和柵極；其中，響應(yīng)于IGBT導(dǎo)通，發(fā)射極靠近柵極的一側(cè)形成沿第一方向朝背離集電極一側(cè)延伸的導(dǎo)電溝道。本申請(qǐng)實(shí)施例IGBT器件在柵極與集電極之間設(shè)置發(fā)射極，能夠通過發(fā)射極對(duì)柵極與集電極進(jìn)行電位屏蔽，即在米勒電容的兩個(gè)電極之間設(shè)置屏蔽電極，能夠通過屏蔽電極減小米勒電容，以縮短米勒電容的充電時(shí)間，從而能夠降低IGBT器件在米勒平臺(tái)的開關(guān)損耗，進(jìn)而能夠降低IGBT器件的開關(guān)損耗；同時(shí)，在IGBT器件導(dǎo)通時(shí)，發(fā)射極靠近柵極的一側(cè)形成的導(dǎo)電溝道沿第一方向朝背離集電極的一側(cè)延伸，使得IGBT器件的導(dǎo)電溝道先沿第一方向朝背離集電極的一側(cè)延伸后，再?gòu)陌l(fā)射極延伸至集電極，能夠有效增加導(dǎo)電溝道的長(zhǎng)度，因此能夠提升IGBT器件的耐壓性能。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是現(xiàn)有IGBT器件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本申請(qǐng)IGBT器件一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本申請(qǐng)IGBT器件一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本申請(qǐng)IGBT器件一實(shí)施例的工藝結(jié)構(gòu)示意圖；