[实用新型]一种IGBT芯片可变栅内阻

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种栅内阻及其制造方法，具体涉及一种IGBT芯片可变栅内阻。 

背景技术

IGBT（绝缘栅双极晶体管）同时具有单极性器件和双极性器件的优点，驱动电路简单，控制电路功耗和成本低，通态压降低，器件自身损耗小，是未来高压大电流的发展方向。 

IGBT为3端器件，包括正面发射极，栅极及背面集电极。IGBT芯片有源区剖面图详见图1。包括低浓度的N-衬底区；衬底表面的栅极氧化层2，沉积在栅极氧化层2上的多晶硅栅极1；栅极氧化层与N-衬底区之间的P-阱区3；位于P-阱区与栅极氧化层之间的N+区4；位于N-衬底区下方的背面注入区5；位于注入区下方的集电极7及位于栅极氧化层上方的发射极6。 

IGBT芯片由功能划分为：有源区、终端区和栅极区三部分，其俯视图见图2。有源区又称元胞区，为芯片的功能区域；主要影响芯片的电流相关参数，如导通电压，阈值电压参数；终端区位于芯片的边缘区域，主要影响芯片的耐压参数；栅极区又可分为栅焊盘区及栅汇流条区，为芯片的栅极控制区域，影响器件的开关特性。IGBT芯片常用的栅极结构有平面型、沟槽型。IGBT芯片在串联适用时，通常会在栅焊盘区及栅汇流条区之间串联一个2～10欧左右的电阻，改善IGBT芯片间的均流，详见图3。 

IGBT芯片制造技术主要包括：光刻，扩散/注入，腐蚀，薄膜四大模块。IGBT芯片制造技术即通过相应的制造技术将掩模版上的图形转移到半导体圆片上的技术。IGBT制造技术即采用相应的技术完成IGBT芯片有源区8，终端区11及栅极区（栅焊盘区9+栅汇流条区10）的技术。 

IGBT芯片制造技技术又大致可分为前段的器件加工及后端的芯片互连及保护两大块。后端的互连及保护的通常用3块掩模版（孔掩模版，金属掩模版，钝化掩模版）；前段的器件加工通常用3-4块掩模版。 

目前IGBT芯片栅内阻都是不可变的，阻值固定，影响了IGBT芯片开通和断开时的电流和电压。 

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种IGBT芯片可变栅内阻及其设计方法，本实用新型的方案使栅内阻灵活可变，应用范围广，改善了现有技术的固定栅电阻值的缺陷。通过改变多晶电阻的拓扑，可实现多晶电阻大小的调整。仅改变一块掩模版（多晶掩模版），改变多晶的拓扑，调节栅内阻，方便的实现可变栅内阻。 

本实用新型的目的是采用下述技术方案实现的： 

一种IGBT芯片可变栅内阻，所述IGBT芯片包括栅极区，所述栅极区集成IGBT芯片的开关特性；所述栅极区包括栅焊盘区和栅汇流条区； 

其改进之处在于，所述栅内阻串联在所述栅焊盘区和栅汇流条区之间。 

其中，所述栅内阻设置在IGBT芯片栅极区，与IGBT芯片的外接电路栅外阻共同构成栅电阻。 

其中，所述栅内阻为多晶电阻，分别与IGBT芯片制造时的孔掩模版和金属掩模版连接；所述栅内阻包含在IGBT芯片制造时多晶掩模版中。 

其中，所述多晶电阻的大小由多晶的长和宽决定；多晶电阻的大小决定栅内阻的大小。 

其中，所述IGBT芯片包括有源区和终端区；所述有源区集成IGBT的电流参数；所述终端区集成IGBT芯片的耐压参数；所述多晶电阻或作为有源区的栅极结构及终端区的场板结构。 

其中，所述有源区包括N-衬底区；N-衬底区表面的栅极氧化层2，沉积在栅极氧化层2上的多晶硅栅极1；栅极氧化层与N-衬底区之间的P-阱区3；位于P-阱区与栅极氧化层之间的N+区4；位于N-衬底区下方的背面注入区5；位于注入区下方的集电极7及位于栅极氧化层上方的发射极6。 

其中，所述栅内阻的大小由IGBT芯片开通时电流变化率di/dt和关断时的电压变化率dv/dt决定。 

与现有技术相比，本实用新型达到的有益效果是： 

1、本实用新型提供的IGBT芯片可变栅内阻，实现容易，可行性强。 

2、本实用新型提供的IGBT芯片可变栅内阻，适用于不同栅结构IGBT芯片的设计。 

3、本实用新型提供的IGBT芯片可变栅内阻，适用于IGBT芯片并联使用。 

4、本实用新型提供的IGBT芯片可变栅内阻，使栅内阻灵活可变，应用范围广，改善了现有技术的固定栅电阻值的缺陷。 

附图说明

图1是IGBT芯片有源区的剖面图； 

图2是IGBT芯片结构的俯视图；其中：8-有源区；9-栅焊盘区；10-栅汇流条区；11-终端区；