[发明专利]一种IGBT器件及智能功率模块

说明书

本申请公开了一种IGBT器件及智能功率模块。该IGBT器件包括：衬底、第一IGBT元胞、第二IGBT元胞、第一绝缘层和第二绝缘层，第一IGBT元胞和第二IGBT元胞依次层叠设置于衬底上，并由第一绝缘层进行隔离，第二绝缘层盖设于第二IGBT元胞背离衬底的一侧，第一绝缘层内埋设有第一栅极，第二绝缘层内埋设有第二栅极，第一栅极用于同时控制第一IGBT元胞和第二IGBT元胞，第二栅极用于至少控制第二IGBT元胞，第一栅极和第二栅极彼此电连接。通过这种方式，能够提高IGBT器件的耐压性能和电流处理能力，降低导通电阻，进而能够减少IGBT器件的功耗。

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，特别是涉及一种IGBT器件及智能功率模块。

背景技术

绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)是由双极型三极管(BJT)和绝缘栅型场效应管(MOSFET)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET器件的高输入阻抗和电力晶体管的低导通压降两方面的优点，由于IGBT具有驱动功率小而饱和压降低的优点，目前IGBT作为一种新型的电力电子器件被广泛应用到各个领域。

IGBT通常可以分为横向IGBT和垂直IGBT。基于SOI工艺的IGBT通常采用横向结构(SOI-LIGBT)。随着半导体工艺的发展，SOI-LIGBT和其驱动控制电路可以集成在一起，并成为当前智能功率模块重要的研究方向。提升SOI-LIGBT的性能也成为研究的重点之一。

本申请的发明人在长期的研发过程发现，现有SOI-IGBT耐压性能和电流处理能力不够强。

发明内容

本申请主要解决的技术问题是如何提高IGBT器件的耐压性能和电流处理能力，进而减少IGBT器件的功耗。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种IGBT器件。该IGBT器件包括：衬底、第一IGBT元胞、第二IGBT元胞、第一绝缘层和第二绝缘层，第一IGBT元胞和第二IGBT元胞依次层叠设置于衬底上，并由第一绝缘层进行隔离，第二绝缘层盖设于第二IGBT元胞背离衬底的一侧，第一绝缘层内埋设有第一栅极，第二绝缘层内埋设有第二栅极，第一栅极用于同时控制第一IGBT元胞和第二IGBT元胞，第二栅极用于至少控制第二IGBT元胞，第一栅极和第二栅极彼此电连接。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种智能功率模块。该智能功率模块集成有IGBT器件及其驱动控制电路，IGBT器件为上述IGBT器件。

本申请实施例的有益效果是：本申请IGBT器件包括：衬底、第一IGBT元胞、第二IGBT元胞、第一绝缘层和第二绝缘层，第一IGBT元胞和第二IGBT元胞依次层叠设置于衬底上，并由第一绝缘层进行隔离，第二绝缘层盖设于第二IGBT元胞背离衬底的一侧，第一绝缘层内埋设有第一栅极，第二绝缘层内埋设有第二栅极，第一栅极用于同时控制第一IGBT元胞和第二IGBT元胞，第二栅极用于至少控制第二IGBT元胞，第一栅极和第二栅极彼此电连接。本申请实施例IGBT器件设有第一IGBT元胞和第二IGBT元胞，并利用第一栅极用于同时控制第一IGBT元胞和第二IGBT元胞，使得第一IGBT元胞导通时形成一导电沟道及第二IGBT元胞导通时形成一导电沟道；同时利用第二栅极至少控制第二IGBT元胞，使得第二IGBT元胞导通时形成一导电沟道。因此，相较于现有的IGBT器件，本申请实施例的IGBT器件导通时至少形成有三个导电沟道，使得IGBT器件具有较宽的导电沟道；同时，第一IGBT元胞对第二IGBT元胞叠层设置，二者之间具有场板作用，能够提高第二IGBT元胞的耐压能力，第二IGBT元胞对第一IGBT元胞具有场板作用，能够提高第一IGBT元胞的耐压能力。因此，本申请实施例能够提高IGBT器件的耐压和电流密度，降低导通电阻，从而能够降低IGBT器件的功耗。

附图说明