[发明专利]半导体装置、AC/DC转换器、PFC电路和电机驱动器

说明书

本发明实施例提供一种半导体装置、交流/直流（AC/DC）转换器、功率因数校正（PFC）电路和电机驱动器，该半导体装置具有绝缘栅双极型晶体管（IGBT），所述绝缘栅双极型晶体管具有第一双极型晶体管（Q1）和第一场效应晶体管（NM1），所述第一双极型晶体管的基极连接所述第一场效应晶体管的漏极；其中，所述半导体装置还具有旁通路径，所述旁通路径的一端连接所述第一双极型晶体管的发射极，所述旁通路径的另一端连接所述第一双极型晶体管的基极，并且，所述绝缘栅双极型晶体管处于导通状态时所述旁通路径的阻抗与所述绝缘栅双极型晶体管处于关断状态时所述旁通路径的阻抗不同。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种半导体装置以及具有该半导体装置的交流/直流（AC/DC）转换器、功率因数校正（PFC）电路和电机驱动器。

背景技术

绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT）是由双极型晶体管（Bipolar Transistor）和金属氧化物场效应晶体管（Metal OxidationSemiconductor Field Effect Transistor，MOSFET）组成的半导体功率器件，其兼具MOSFET的高输入阻抗和双极型晶体管的低导通压降两方面特性，被广泛应用于功率因数校正（Power Factor Correction,PFC）电路、电机驱动器（Motor Driver）、变频器、开关电源、照明电路、交流/直流（AC/DC）转换器等领域。

专利文献1（JP特开平6-104443）公开了一种横型IGBT器件，图1为专利文献1的横型IGBT的器件结构示意图，如图1所示，该横型IGBT器件包括基板1、外延层2、N阱3、基区4、集电区5、栅极绝缘膜6、栅极7、接触区域8和9、接触区域10和11、发射极12、集电极13、背面电极14，并且，通过连接线15将背面电极14和发射极12电连接，椭圆形虚线所示位置是IGBT中双极型晶体管Q1、Q2的位置。

图2是专利文献1的横型IGBT的等效电路图，其中，M1是IGBT中的MOS晶体管，C、E、G分别对应图1中IGBT的集电极13、发射极12和栅极7。需要说明的是，在图1、图2中，IGBT的集电区5实际上相当于双极型晶体管Q1、Q2的发射区，IGBT的集电极13实际上相当于双极型晶体管Q1、Q2的发射极。

根据图2的等效电路图可知，通过使芯片表面的电极与背面的电极短路，能够降低IGBT的导通电阻。上述将表面电极与背面电极短路的结构还能用于纵型IGBT，从而形成纵横混合结构。在纵横混合结构中，通过减小IGBT集电区的P型扩散面积，能够减少载流子，从而在IGBT关断时减少尾电流，以提高IGBT的开关速度。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

在现有技术中，通过减小集电区的P型扩散区的面积来提高IGBT的开关速度，但是，在现有技术中，在IGBT从导通状态切换到关断状态时，Q1、Q2的基极依然有电流流通，导致IGBT的集电极（相当于Q1、Q2的发射极）也有电流流通，因此，流过IGBT集电极的电流成为尾电流，导致IGBT的开关速度变慢。可见，在IGBT关断时，由于IGBT的集电区中不可避免地仍然存在载流子，所以会存在开关速度的极限。

本发明实施例提供一种半导体装置以及具有该半导体装置的交流/直流（AC/DC）转换器、功率因数校正（Power Factor Correction,PFC）电路和电机驱动器（MotorDriver），以提高IGBT的开关速度。