[发明专利]一种逆导型IGBT器件及智能功率模块

说明书

本申请公开了一种逆导型IGBT器件及智能功率模块。该逆导型IGBT器件集成有IGBT器件和快速恢复二极管，其中，快速恢复二极管的第一掺杂类型电极区和/或第二掺杂类型电极区采用热电材料形成。通过这种方式，能够提高逆导型IGBT的主动散热性能。

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，特别是涉及一种逆导型绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)器件及智能功率模块。

背景技术

智能功率模块是一种由高速、低功耗的IGBT、栅极驱动以及相应的保护电路构成的半导体器件，广泛应用于家用电器、轨道交通、电力系统等领域。

在应用中，IGBT通常需要搭配续流二极管(Free Wheeling Diode，FWD)使用，以确保安全稳定。逆导型IGBT成功地将FWD集成在IGBT内部；相对于传统的IGBT，逆导型IGBT节省了芯片面积、封装、测试费用，降低了器件成本。此外，它还具有低损耗、良好的软开关特性及短路特性等。

本申请的发明人在长期的研发过程中发现，现有的逆导型IGBT不具有热电主动散热能力，需要通过散热片等散热装置进行散热。

发明内容

本申请主要解决的技术问题是如何提高逆导型IGBT的主动散热性能。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种逆导型IGBT器件。该逆导型IGBT器件集成有IGBT器件和快速恢复二极管，其中，快速恢复二极管的第一掺杂类型电极区和/或第二掺杂类型电极区采用热电材料形成。

在一具体实施例中，逆导型IGBT器件包括：半导体衬底、设置在半导体衬底的一表面上的集电极、设置在半导体衬底的相对另一表面上的发射极和绝缘层、以及设置在绝缘层上的栅电极；半导体衬底包括：第一掺杂类型发射区、第二掺杂类型基区、第一掺杂类型漂移区、第一掺杂类型缓冲区、第一掺杂类型短路区、第二掺杂类型集电区，其中，发射极与第一掺杂类型发射区和第二掺杂类型基区连接，第一掺杂类型漂移区位于第二掺杂类型基区远离发射极的一侧，第一掺杂类型缓冲区位于第一掺杂类型漂移区远离第二掺杂类型基区的一侧，第二掺杂类型集电区和第一掺杂类型短路区位于第一掺杂类型缓冲区与集电极之间，且第二掺杂类型集电区和第一掺杂类型短路区与第一掺杂类型缓冲区相邻设置；其中，第二掺杂类型基区的部分构成快速恢复二极管的第二掺杂类型电极区，第一掺杂类型短路区和部分第一掺杂类型缓冲区构成快速恢复二极管的第一掺杂类型电极区。

在一具体实施例中，部分第一掺杂类型缓冲区和第一掺杂类型短路区采用第一掺杂类型热电材料形成；第二掺杂类型基区包括与第一掺杂类型短路区对应设置的第一区域和与第二掺杂类型集电区对应设置的第二区域，其中，第一区域采用第二掺杂类型热电材料形成。

在一具体实施例中，第一区域通过挖槽，并填充第二掺杂类型热电材料而形成。

在一具体实施例中，第一区域的深度大于第二区域的深度。

在一具体实施例中，第一区域的深度与第二区域的深度的差值为1-2μm。

在一具体实施例中，热电材料包括PbTe、ZnSb、SiGe中任意一种或任意组合的化合物或者固溶体。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种智能功率模块。该智能功率模块包括上述逆导型IGBT器件。

在一具体实施例中，逆导型IGBT器件的集电极和发射极通过敷铜和引脚引出。

在一具体实施例中，敷铜的厚度大于或者等于逆导型IGBT器件的厚度；敷铜的面积大于或者等于逆导型IGBT器件面积的1.2倍；引脚的宽度大于或者等于敷铜的最大边长的20％。