[发明专利]一种功率器件及电子设备

说明书

本发明涉及电子领域，公开一种功率器件及电子设备，包括：衬底；形成于衬底的器件层，器件层包括开通二极管、关断二极管以及多晶电阻，开通二极管和关断二极管均包括阴极、阳极和N阱，多晶电阻包括开通电阻和关断电阻；形成于器件层背离衬底一侧的金属层，金属层包括第一金属引出部、第一连接区、第二连接区、第二金属引出部；第一金属引出部与开通二极管的阴极以及关断二极管的阳极电连接；第一连接区用于连接开通二极管的阳极和开通电阻；第二连接区用于连接关断二极管的阴极和关断电阻；第二金属引出部用于连接开通电阻和关断电阻，通过简单的电路，整合栅极开通电阻和关断电阻回路到IGBT的器件芯片中，简化了系统级电路的设计。

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种功率器件及电子设备。

背景技术

绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)，是由双极型三极管(Bipolar Junction Transistor，BJT)和绝缘栅型场效应管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，其开关速度虽较功率MOS低，但远高于BJT，又因是电压控制器件，控制电路简单，稳定性好，兼有MOSFET的高输入阻抗和电力晶体管(Giant Transistor，GTR)的低导通压降两方面的优点。

通常在IGBT产品的应用中，驱动IC需要搭配合适的开通电阻和关断电阻，以匹配IGBT的开通关断特性，减小栅极电压振荡，控制IGBT的误开启。通常这种电阻是在电路板上外接实现，或者是整合在驱动IC芯片中，控制起来非常不易。

发明内容

本发明公开了一种功率器件及电子设备，用于通过简单的电路，整合栅极开通电阻和关断电阻回路到IGBT的器件芯片中，以此来简化系统级电路的设计。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一方面，本发明提供一种功率器件，包括：

衬底；

形成于所述衬底的器件层，所述器件层包括开通二极管、关断二极管以及多晶电阻，所述开通二极管和所述关断二极管均包括阴极、阳极和N阱，所述多晶电阻包括开通电阻和关断电阻；

形成于所述器件层背离所述衬底一侧的金属层，所述金属层包括用于与所述功率器件栅极引线连接的第一金属引出部、第一连接区、第二连接区、用于与驱动IC的栅极驱动输出端连接的第二金属引出部；其中，所述第一金属引出部与所述开通二极管的阴极和所述关断二极管的阳极电连接；所述第一连接区与所述开通二极管的阳极以及所述开通电阻的一端连接；所述第二连接区与所述关断二极管的阴极以及所述关断电阻的一端连接；所述第二金属引出部与所述开通电阻的另一端以及和所述关断电阻的另一端连接。

现有技术是将电阻通过外接电路板实现，或者将电阻整合在驱动IC芯片中，但因为栅极开通和关断的调节电阻和IGBT器件的特性强相关，如果是整合到驱动IC芯片中，则会使得驱动IC芯片的特性单一，适用性降低。本发明提供的功率器件中，将栅极电阻电路整合在功率器件芯片上，从而在应用端，不需要再电路板上再设计外围栅极电阻电路以匹配之。具体的栅极电阻电路包括形成于衬底的开通二极管和形成于衬底的开通电阻通过金属层中的第一连接区串联形成第一串联电路，形成于衬底的关断二极管和形成于衬底的关断电阻通过金属层中的第二连接区串联形成第二串联电路，第一串联电路两端分别通过第一金属引出部和第二金属引出部并联，且开通二极管和关断二极管方向相反。应用时，第一金属引出部与功率器件栅极引线连接，第二金属引出部与驱动IC的栅极驱动输出端连接。上述功率器件将开通电阻和关断电阻整合在IGBT中，简化了驱动IC的电路，使得其适用性增大。

可选地，所述衬底包括沿所述衬底厚度方向排列的第一P型层和第一N型层以形成PN结；所述器件层形成于所述第一P型层背离所述第一N型层的一侧。