一种IGBT芯片及半导体功率模块制造技术

本发明专利技术提供了一种IGBT芯片及半导体功率模块，涉及半导体器件的技术领域，在IGBT芯片的第一表面上设有主工作区域的第一栅电极单元和第一发射极单元，电流检测区域的第二栅电极单元和第二发射极单元，IGBT芯片的第二表面上设有主工作区域的第一集电极单元和电流检测区域的第二集电极单元，接地区域设置于第一发射极单元内的任意位置处；电流检测区域和接地区域用于与测试取样电阻的两端连接，使得测试取样电阻上产生电压，以便根据电压检测主工作区域的工作电流，由于主工作区域的栅电极单元和电流检测区域的栅电极单元不连接，使得电流测量过程中电流检测区域与主工作区域的电流比例关系稳定，提高了电流检测精度和测试敏感性。

IGBT chip and semiconductor power module

【技术实现步骤摘要】
一种IGBT芯片及半导体功率模块
本专利技术涉及半导体器件
，尤其是涉及一种IGBT芯片及半导体功率模块。
技术介绍
半导体功率模块被广泛的应用在斩波或逆变电路中，通常，在半导体功率模块中主要包含可控开关器件和续流器件如IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)芯片。为了保证半导体功率模块能够安全、可靠的工作，通常对半导体功率模块中的器件进行电流的实时测试监控，方便电路进行保护。目前是利用在IGBT芯片内集成的电流传感器来实现对半导体功率模块中的器件进行电流测试监控的，上述电流传感器通常采用Kelvin(开尔芬)连接方式集成在IGBT芯片内的，由于该测试方式使得电流检测区域与主工作区域的电流比例关系不稳定，从而存在电流检测精度和敏感度不高的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种IGBT芯片及半导体功率模块，以缓解上述技术问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种IGBT芯片，其中，该IGBT芯片包括：主工作区域、电流检测区域和接地区域；其中，IGBT芯片的第一表面上设有主工作区域的第一栅电极单元和第一发射极单元，电流检测区域的第二栅电极单元和第二发射极单元，且，第一栅电极单元、第一发射极单元、第二栅电极单元和第二发射极单元之间通过电极金属刻蚀而隔开；IGBT芯片的第二表面上设有主工作区域的第一集电极单元和电流检测区域的第二集电极单元，且，第一集电极单元和第二集电极单元重合；其中，第二表面与第一表面为IGBT芯片上相对的两个表面；接地区域设置于第一发射极单元内的任意位置处；电流检测区域和接地区域分别用于与测试取样电阻连接，使测试取样电阻上产生电压，以便根据电压检测主工作区域的工作电流。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，电流检测区域置于主工作区域的边缘区域。结合第一方面的第一种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，电流检测区域的面积小于主工作区域的面积。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，IGBT芯片为沟槽结构的IGBT芯片。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，在电流检测区和主工作区域的对应位置内分别设置多个沟槽，且，电流检测区的沟槽宽度小于主工作区域的沟槽宽度。结合第一方面的第四种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，在每个沟槽内填充多晶硅。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，在IGBT芯片的第一主面和IGBT芯片的第二主面之间，还设置有N型耐压漂移层和导电层。结合第一方面的第六种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，IGBT芯片的边缘还设置有终端保护区域，其中，终端保护区域包括在N型耐压漂移层上设置的多个P+场限环或P型扩散区；多个P+场限环或P型扩散区用于对IGBT芯片进行耐压保护。第二方面，本专利技术实施例还提供一半导体功率模块，其中，该半导体功率模块配置有上述的IGBT芯片，还包括第一驱动集成块和第二驱动集成块；第一驱动集成块与IGBT芯片中电流检测区域的第二栅电极单元连接，用于驱动电流检测区域工作；第二驱动集成块与IGBT芯片中主工作区域的第一栅电极单元连接，用于驱动主工作区域工作。结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，半导体功率模块还包括测试取样电阻；第二驱动集成块还与测试取样电阻连接，用于获取测试取样电阻上的电压。本专利技术实施例带来了以下有益效果：本专利技术实施例提供的一种IGBT芯片及半导体功率模块，在IGBT芯片的第一表面上设有主工作区域的第一栅电极单元和第一发射极单元，电流检测区域的第二栅电极单元和第二发射极单元，IGBT芯片的第二表面上设有主工作区域的第一集电极单元和电流检测区域的第二集电极单元，接地区域设置于第一发射极单元内的任意位置处；电流检测区域和接地区域分别用于与测试取样电阻的两端连接，使得测试取样电阻上产生电压，以便根据电压检测主工作区域的工作电流，由于主工作区域的栅电极单元和电流检测区域的栅电极单元不连接，使得电流测量过程中电流检测区域与主工作区域的电流比例关系稳定，提高了电流检测精度和测试敏感性。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种IGBT芯片电路示意图；图2为本专利技术实施例提供的另一种IGBT芯片电路示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种电流曲线示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种IGBT芯片的结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的另一种IGBT芯片电路示意图；图6为本专利技术实施例提供的另一种IGBT芯片的结构示意图；图7为本专利技术实施例提供的一种半导体功率模块的结构示意图；图8为本专利技术实施例提供的一种半导体功率模块接线连接示意图。图标：101-第一栅电极单元；102-第一发射极单元；103-第二栅电极单元；104-第二发射极单元；105-接地区域；106-终端保护区域；200-集电极；4-金属片；6-N+源区；7-P阱区；14、8-沟槽；9-多晶硅；10-绝缘氧化层；11-N型耐压漂移层；12-导电层；13-金属电极；700-半导体功率模块；701-IGBT芯片；702-第一驱动集成块；703-第二驱动集成块；800-DCB板；801-模块引线端子；802-导线。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。目前，由于IGBT芯片具有通态压低、电流容量大、输入阻抗高、响应速度快和控制简单的特点，被广泛应用于工业、信息、新能源、医学、交通、军事和航空冷雨。随着IGBT芯片封装技术的持续进步和应用要求的不断提高，各种半导体功率模块正在不断涌现，它是在普通IGBT模块的基础之上，将驱动控制电路和保护电路一起封装在模块内部，从而提高模块的可靠性、降低了损耗、减小了体积并提高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种IGBT芯片，其特征在于，所述IGBT芯片包括：主工作区域、电流检测区域和接地区域；/n其中，所述IGBT芯片的第一表面上设有所述主工作区域的第一栅电极单元和第一发射极单元，所述电流检测区域的第二栅电极单元和第二发射极单元，且，所述第一栅电极单元、所述第一发射极单元、所述第二栅电极单元和所述第二发射极单元之间通过电极金属刻蚀而隔开；/n所述IGBT芯片的第二表面上设有所述主工作区域的第一集电极单元和所述电流检测区域的第二集电极单元，且，所述第一集电极单元和所述第二集电极单元重合；其中，所述第二表面与所述第一表面为所述IGBT芯片上相对的两个表面；/n所述接地区域设置于所述第一发射极单元内的任意位置处；/n所述电流检测区域和所述接地区域分别用于与测试取样电阻连接，使所述测试取样电阻上产生电压，以便根据所述电压检测所述主工作区域的工作电流。/n

【技术特征摘要】
1.一种IGBT芯片，其特征在于，所述IGBT芯片包括：主工作区域、电流检测区域和接地区域；
其中，所述IGBT芯片的第一表面上设有所述主工作区域的第一栅电极单元和第一发射极单元，所述电流检测区域的第二栅电极单元和第二发射极单元，且，所述第一栅电极单元、所述第一发射极单元、所述第二栅电极单元和所述第二发射极单元之间通过电极金属刻蚀而隔开；
所述IGBT芯片的第二表面上设有所述主工作区域的第一集电极单元和所述电流检测区域的第二集电极单元，且，所述第一集电极单元和所述第二集电极单元重合；其中，所述第二表面与所述第一表面为所述IGBT芯片上相对的两个表面；
所述接地区域设置于所述第一发射极单元内的任意位置处；
所述电流检测区域和所述接地区域分别用于与测试取样电阻连接，使所述测试取样电阻上产生电压，以便根据所述电压检测所述主工作区域的工作电流。


2.根据权利要求1所述的IGBT芯片，其特征在于，所述电流检测区域置于所述主工作区域的边缘区域。


3.根据权利要求2所述的IGBT芯片，其特征在于，所述电流检测区域的面积小于所述主工作区域的面积。


4.根据权利要求1所述的IGBT芯片，其特征在于，所述IGBT芯片为沟槽结构的IGBT芯片。


5.根据权利要求1所述的IGBT芯片，其特征在于，在所述电流检测区和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：左义忠，
申请(专利权)人：吉林华微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林;22