LIGBT、制备方法、智能功率模块、驱动电路及电器技术

本发明专利技术公开了一种横向绝缘栅双极型晶体管、制备方法、智能功率模块、驱动电阻电器，本发明专利技术通过对横向绝缘栅双极型晶体管的阳极结构进行设计，通过第二掺杂区、第四掺杂区以及第二栅结构的设置，构成一个MOSFET；当横向绝缘栅双极型晶体管导通时，该MOSFET处于关闭状态，即第二栅结构关断了漂移区和第四掺杂区之间的载流子通道，因此可以避免横向绝缘栅双极型晶体管中的snapback现象，提高器件的可靠性；当横向绝缘栅双极型晶体管关断时，第二栅结构开通漂移区和第四掺杂区之间的载流子通道，形成载流子抽取通道，可以加速横向绝缘栅双极型晶体管的关断，从而降低横向绝缘栅双极型晶体管的关态损耗。型晶体管的关态损耗。型晶体管的关态损耗。

【技术实现步骤摘要】
LIGBT、制备方法、智能功率模块、驱动电路及电器


[0001]本专利技术涉及功率半导体器件领域，尤其涉及一种LIGBT、制备方法、智能功率模块、驱动电路及电器。

技术介绍

[0002]横向绝缘栅双极型晶体管(Lateral Insulated Gate Bipolar Transistor，LIGBT)具有易于集成、输入阻抗高以及导通压降低等优点，已广泛应用于通信、交通、能源、家用电器等领域。
[0003]传统的LIGBT器件在关断的过程中有明显的电荷存储效应，导致较大的关断损耗；阳极短路型横向绝缘栅型双极型晶体管(Shorted
‑
anode Lateral Insulated Gate Bipolar Transistor，SA
‑
LIGBT)在传统LIGBT器件的基础上，在阳极引入一阳极短路结构N+电极，一方面在LIGBT器件导通的过程中P+区注入效率降低，因此稳态时基区中积累的空穴减少，另一方面在关断的过程中为载流子提供抽取通道，从而提高关断速度，降低LIGBT器件的关态损耗。但阳极短路结构的引入同时也使LIGBT器件产生snapback现象，影响器件的可靠性，而且目前的LIGBT的关态损耗仍然较高。
[0004]也就是说，目前的LIGBT器件存在关态损耗较高以及由snapback效应引起的器件可靠性的问题。

技术实现思路

[0005]鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的LIGBT、制备方法、智能功率模块、驱动电路及电器。
[0006]第一方面，提供一种LIGBT，包括自底向上依次设置的衬底、漂移区和电极结构，漂移区上设置有第一掺杂区和第二掺杂区；
[0007]在第一掺杂区内设置有第三掺杂区，在第二掺杂区内设置有第四掺杂区；其中，漂移区、第三掺杂区以及第四掺杂区的掺杂类型均为第一掺杂类型；第一掺杂区和所述第二掺杂区的掺杂类型均为第二掺杂类型；所述第一掺杂类型与所述第二掺杂类型不相同；
[0008]所述电极结构包括：与所述第一掺杂区远离所述第二掺杂区的一侧以及所述第三掺杂区导通的发射极电极、位于所述第一掺杂区靠近所述第二掺杂区的一侧的上方的第一栅结构、位于所述第二掺杂区靠近所述第一掺杂区的一侧的上方的第二栅结构和与所述第二掺杂区远离所述第一掺杂区的一侧以及所述第四掺杂区导通的集电极电极。
[0009]可选地，所述第一掺杂区远离所述第二掺杂区一侧的掺杂浓度高于靠近所述第二掺杂区一侧的掺杂浓度；
[0010]所述第二掺杂区远离所述第一掺杂区一侧的掺杂浓度高于靠近所述第一掺杂区一侧的掺杂浓度。
[0011]可选地，所述第一掺杂类型为N型掺杂，所述第二掺杂类型为P型掺杂。
[0012]可选地，在所述衬底与所述漂移区之间设置有埋氧层。
[0013]可选地，当所述LIGBT导通时，所述第二栅结构处的电压等于所述集电极电极的电压，以关断所述第三掺杂区与所述漂移区之间的载流子通道；
[0014]当所述LIGBT关断时，所述第二栅结构处的电压比所述集电极电极的电压高，以开通第三掺杂区与所述漂移区之间的载流子通道，形成载流子抽取通道。
[0015]第二方面，提供一种LIGBT器件制备方法，包括：
[0016]在衬底上制备埋氧层并在所述埋氧层上制备漂移区；
[0017]采用离子注入的方法在所述漂移区两侧形成第一掺杂区和第二掺杂区，并在所述第一掺杂区内形成第三掺杂区以及在第二掺杂区内形成第四掺杂区，其中，所述漂移区、所述第三掺杂区以及所述第四掺杂区的掺杂类型均为第一掺杂类型；所述第一掺杂区和所述第二掺杂区的掺杂类型均为第二掺杂类型；所述第一掺杂类型与所述第二掺杂类型不相同；
[0018]在所述第一掺杂区远离所述第二掺杂区的一侧以及所述第三掺杂区上形成发射极电极；在所述第一掺杂区靠近所述第二掺杂区的一侧的上方形成第一栅结构；在所述第二掺杂区靠近所述第一掺杂区的一侧的上方形成第二栅结构；在所述第二掺杂区远离所述第一掺杂区的一侧以及所述第四掺杂区上形成集电极电极。
[0019]第三方面，提供一种智能功率模块，该智能功率模块包括上述第一方面提供的任一种LIGBT。
[0020]可选地，所述智能功率模块还包括逻辑控制电路，所述逻辑控制电路包括：
[0021]与所述第一栅结构连接的第一栅结构电压检测模块，用于判断所述LIGBT的开启和关断；
[0022]与电压源连接自举电路模块，用于获得比所述集电极电极电压高的电压；
[0023]与所述第一栅结构电压检测模块以及所述自举电路模块连接的逻辑判定模块，用于根据所述第一栅结构电压检测模块的检测结果，判定所述自举电路模块获得的电压是否提供给所述第二栅结构。
[0024]第四方面，提供一种驱动电路，该空调包括上述第一方面提供的任一种LIGBT。
[0025]第五方面，提供一种电器，该电器包括上述第一方面提供的任一种LIGBT。
[0026]本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
[0027]本申请设置对LIGBT的阳极结构进行设计，通过第二掺杂区、第四掺杂区以及第二栅结构的设置，构成一个MOSFET，故可以通过第二栅结构控制该MOSFET的开关，从而当LIGBT导通时，能够设置MOSFET处于关闭状态，即第二栅结构关断了漂移区和第四掺杂区之间的载流子通道，因此可以避免LIGBT中的snapback现象，提高器件的可靠性；当LIGBT关断时，能够设置第二栅结构开通漂移区和第四掺杂区之间的载流子通道，形成载流子抽取通道，可以加速LIGBT的关断，从而降低LIGBT的关态损耗。
[0028]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。
附图说明
[0029]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通
技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
[0030]图1为本专利技术实施例中提供的LIGBT结构示意图；
[0031]图2为本申请实施例中提供的基于图1的一种具体的LIGBT结构示意图；
[0032]图3为本申请实施例中提供的LIGBT器件制备方法流程图；
[0033]图4为本申请实施例中提供的智能功率模块的示意图；
[0034]图5为本申请实施例中提供的逻辑控制电路示意图；
[0035]图6为本申请实施例中提供的驱动电路示意图；
[0036]图7为本申请实施例中提供的电器示意图。
具体实施方式
[0037]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种横向绝缘栅双极型晶体管，其特征在于，包括自底向上依次设置的衬底、漂移区和电极结构，所述漂移区上设置有第一掺杂区和第二掺杂区；所述第一掺杂区内设置有第三掺杂区，所述第二掺杂区内设置有第四掺杂区；其中，所述漂移区、所述第三掺杂区以及所述第四掺杂区的掺杂类型均为第一掺杂类型；所述第一掺杂区和所述第二掺杂区的掺杂类型均为第二掺杂类型；所述第一掺杂类型与所述第二掺杂类型不相同；所述电极结构包括：与所述第一掺杂区远离所述第二掺杂区的一侧以及所述第三掺杂区导通的发射极电极、位于所述第一掺杂区靠近所述第二掺杂区的一侧的上方的第一栅结构、位于所述第二掺杂区靠近所述第一掺杂区的一侧的上方的第二栅结构和与所述第二掺杂区远离所述第一掺杂区的一侧以及所述第四掺杂区导通的集电极电极。2.如权利要求1所述的横向绝缘栅双极型晶体管，其特征在于，所述第一掺杂区远离所述第二掺杂区一侧的掺杂浓度高于靠近所述第二掺杂区一侧的掺杂浓度；所述第二掺杂区远离所述第一掺杂区一侧的掺杂浓度高于靠近所述第一掺杂区一侧的掺杂浓度。3.如权利要求1所述的横向绝缘栅双极型晶体管，其特征在于，所述第一掺杂类型为N型掺杂，所述第二掺杂类型为P型掺杂。4.如权利要求1所述的横向绝缘栅双极型晶体管，其特征在于，在所述衬底与所述漂移区之间设置有埋氧层。5.如权利要求1所述的横向绝缘栅双极型晶体管，其特征在于，当所述横向绝缘栅双极型晶体管导通时，所述第二栅结构处的电压等于所述集电极电极的电压；当所述横向绝缘栅双极型晶体管关断时，所述第二栅结构处的电压比所述集电极电极的电压高。6.一种横...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰昊，刘海清，
申请(专利权)人：美的集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：