【嘉德點評】英飛凌的該項專利可以有效的降低反饋電容，從而避免柵電極與第二發射區之間的電容造成柵電極被充電，使得IGBT被迫導通的情況。
集微網消息，近日，英飛凌收購美國賽普拉斯半導體公司，一躍成為全球最大汽車半導體供應商，其中汽車中最重要的零部件之一就是IGBT芯片，而英飛凌獨佔全球28.6%的市場份額。
IGBT是雙極型晶體管器件，可被用於開關電負載的電子開關，能夠實現具有高達幾千伏(kV)的電壓阻斷能力。在IGBT從導通狀態切換到關斷狀態時，柵電極中斷體區中的導電溝道，這允許第二發射區（漏區）的電勢相對於第一發射區（源區）的電勢增加。然而，這也會導致柵電極與第二發射區之間的電容(通常被稱為反饋電容)造成柵電極被充電，使得IGBT被迫導通。
為此，英飛凌於2014年9月申請了一項名為“具有降低的反饋電容的IGBT”的發明專利（申請號：201810491009.5），申請人為英飛凌科技股份有限公司。
圖1 IGBT的豎直橫截面圖
圖1是本專利提出的一種IGBT的豎直橫截面圖。IGBT主要指具有第一表面101和第二表面102的半導體本體100。IGBT包括基區11(漂移區)、第一發射區12(源區)、體區13和第二發射區15(漏區)。在半導體本體100中，體區13被佈置在第一發射區12與基區11之間，並且基區11被佈置在體區13與第二發射區14之間。
第二發射區15電連接到電極42，該電極形成集電極端子或耦合到IGBT的集電極端子C。柵電極21毗鄰體區13且通過柵極電介質22與體區13介電絕緣。除此之外，IGBT還包括基電極31，其靠近基區11且通過基電極電介質32與基區11介電絕緣。
在IGBT關斷，並且集電極端子C與發射極端子E之間仍然有正電壓時，空間電荷區(耗盡區)在基區11中從體區13與基區11之間的pn結開始擴展。在該模式下，集電極端子C處的電勢相對於柵極端子G和發射極端子E處的電勢可能會增加。參照圖1，柵電極21通過基電極電介質32和基電極31分別電容性耦合到基區11和第二發射區15。然而，這種電容性耦合比柵電極21延伸到基區中並且通過柵極電介質與基區介電絕緣的傳統IGBT中的差。第二發射區15到柵電極的這種較差的電容性耦合，相當於相對低的基極發射極(柵極漏極)電容，並且有助於降低體區13中的反轉溝道被導通的風險。
在IGBT的導通狀態中，在基區11中沿基電極電介質32存在積累溝道。該積累溝道為基區11中沿基電極電介質32的電荷載流子提供了低歐姆電流路徑，並且可以減少IGBT在導通狀態中的電阻(發射極端子E與集電極端子C之間的電壓)。而且在該設計中，基電極31與漂移區11之間的基電極電介質32還額能降低，在IGBT從導通狀態切換到關斷狀態時基電極電介質32的介電擊穿的風險。
以上就是英飛凌此項專利的介紹，與普通芯片相比，汽車芯片在設計方面要求很高，雖然疫情導致車市下滑，但是汽車半導體卻逆流而上。隨着特斯拉等造車新勢力的出現，英飛凌等國際巨頭也開始加快相關芯片的研發，以在未來汽車行業分得一杯羹。
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（校對/holly）
【來源：唯一機械】
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