内置过流检测功能的IGBT版图结构制造技术

本实用新型专利技术公开了内置过流检测功能的IGBT版图结构，包括主芯片区，所述主芯片区内设置发射极金属和相互平行的若干第一沟槽；过流检测区，所述过流检测区内设置第一金属和相互平行的若干第二沟槽，相邻所述第二沟槽的间距小于相邻所述第一沟槽的间距；栅极区，所述栅极区内设置栅极金属；所述栅极金属、所述发射极金属和所述第一金属之间均相互绝缘。本实用新型专利技术可以避免传统方案中检测到过流时，不能及时关断IGBT导致IGBT损坏的技术问题，提高对在过流检测过程中对IGBT的保护效果。在过流检测过程中对IGBT的保护效果。在过流检测过程中对IGBT的保护效果。

【技术实现步骤摘要】
内置过流检测功能的IGBT版图结构


[0001]本技术涉及IGBT
，特别涉及内置过流检测功能的IGBT版图结构。

技术介绍

[0002]IGBT作为电力电子行业的核心器件，在一些大功率应用领域，需要用到额定电流几百安培甚至几千安培的电流，当IGBT器件运行异常比如发生短路时，电流会瞬间增大到额定电流的几倍甚至十几倍以上，此时通常需要在应用方案中做过流保护，当检测到异常电流时及时关断IGBT。但从检测到过流到切断IGBT需要一定时间，可能会导致IGBT关断不及时，从而损坏IGBT器件甚至整体应用系统。
[0003]因此目前需要一种内置过流检测功能的IGBT版图结构，实现在IGBT主芯片过流发生前，预先检测过流的效果，便于及时传递信号关断IGBT，避免传统方案中不能及时关断IGBT导致IGBT损坏的技术问题，对IGBT以及整个系统起到预知过流检测以及保护功能。

技术实现思路

[0004]为解决现有IGBT版图结构检测到过流到切断IGBT需要一定时间，在这段时间中可能会导致IGBT关断不及时的技术问题，本技术提供一种内置过流检测功能的IGBT版图结构，具体的技术方案如下：
[0005]本技术提供的内置过流检测功能的IGBT版图结构，包括：
[0006]主芯片区，所述主芯片区内设置发射极金属和相互平行的若干第一沟槽；
[0007]过流检测区，所述过流检测区内设置第一金属和相互平行的若干第二沟槽，相邻所述第二沟槽的间距小于相邻所述第一沟槽的间距；
[0008]栅极区，所述栅极区内设置栅极金属；
[0009]所述栅极金属、所述发射极金属和所述第一金属之间均相互绝缘。
[0010]本技术提供的内置过流检测功能的IGBT版图结构通过在过流检测区设置第一金属以及第二沟槽，使相邻的第二沟槽间距小于主芯片区内相邻的第一沟槽间距，栅极金属、发射极金属和第一金属之间均相互绝缘，实现在外接检测电路进行过流检测的过程中，在过流检测区比主芯片区率先检测到单位面积电流达到异常值，避免了传统电流检测方式，直接检测IGBT主芯片的电流值，当芯片电流异常时可能无法及时关断IGBT导致IGBT损坏的技术问题，提高IGBT过流检测的安全性和实用性。
[0011]在一些实施方式中，本技术提供的内置过流检测功能的IGBT版图结构，还包括：
[0012]发射极孔，相邻所述第一沟槽之间设置所述发射极孔，所述主芯片区内IGBT发射极区通过所述发射极孔与所述发射极金属连接；
[0013]第一连接孔，相邻所述第二沟槽之间设置所述第一连接孔，所述过流检测区内IGBT发射极区通过所述第一连接孔与所述第一金属连接。
[0014]在一些实施方式中，本技术提供的内置过流检测功能的IGBT版图结构，还包
括：
[0015]栅极跑道，用于连接任意相邻所述第一沟槽，以及任意相邻所述第二沟槽，所述栅极跑道上覆盖有栅极跑道金属；
[0016]栅极孔，设置于所述栅极跑道上，所述栅极跑道通过所述栅极孔与所述栅极跑道金属连接。
[0017]在一些实施方式中，所述第一沟槽与所述第二沟槽相互垂直设置。
[0018]在一些实施方式中，所述第二沟槽的间距设置为所述第一沟槽的间距的一半。
[0019]本技术提供的内置过流检测功能的IGBT版图结构通过将过流检测区内沟槽间距设置为主芯片区内沟槽间距的一半，使过流检测区内IGBT的单位电流密度是主芯片区内IGBT的两倍，便于在不影响IGBT功能的电流范围内提前检测到电流异常。
[0020]在一些实施方式中，所述栅极金属上还设置有栅极Pad区，所述栅极Pad区用于引出栅极电位；
[0021]所述发射极金属上设置有发射极Pad区，所述发射极Pad区用于引出发射极电位；
[0022]所述第一金属上设置有第一金属Pad区，所述第一金属Pad区用于引出第一金属电位。
[0023]本技术提供的内置过流检测功能的IGBT版图结构通过设置发射极Pad区、第一金属Pad区，引出发射极电位和第一金属电位，在不影响现有IGBT版图结构的情况下，外接过流检测电路，便于对IGBT进行过流检测。
[0024]在一些实施方式中，所述栅极跑道为多晶硅材料。
[0025]在一些实施方式中，所述发射极金属、所述第一金属和所述栅极金属均设置在IGBT芯片基板正面的终端区域内；
[0026]所述IGBT芯片基板的背面设置集电极金属。
[0027]在一些实施方式中，所述过流检测区的IGBT元胞pitch小于所述主芯片区的IGBT元胞pitch。
[0028]本技术提供的内置过流检测功能的IGBT版图结构，至少包括以下一项技术效果：
[0029](1)通过在过流检测区设置第一金属以及第二沟槽，使相邻的第二沟槽间距小于主芯片区内相邻的第一沟槽间距，栅极金属、发射极金属和第一金属之间均相互绝缘，实现在外接检测电路进行过流检测的过程中，在过流检测区比主芯片区率先检测到单位面积电流达到异常值，避免了传统电流检测方式，直接检测IGBT主芯片的电流值，当芯片电流异常时可能无法及时关断IGBT导致IGBT损坏的技术问题，提高IGBT过流检测的安全性和实用性；
[0030](2)通过过流检测区内沟槽间距设置为主芯片区内沟槽间距的一半，使过流检测区内IGBT的单位电流密度是主芯片区内IGBT的两倍，便于在不影响IGBT功能的电流范围内提前检测到电流异常；
[0031](3)通过设置发射极Pad区、第一金属Pad区，引出发射极电位和第一金属电位，在不影响现有IGBT版图结构的情况下，外接过流检测电路，便于对IGBT进行过流检测。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]图1为本技术提供的内置过流检测功能的IGBT版图结构的示例图；
[0034]图2为本技术提供的内置过流检测功能的IGBT版图结构中第一沟槽和第二沟槽的示例图；
[0035]图3为本技术提供的内置过流检测功能的IGBT版图结构中主芯片区、栅极区、过流检测区和栅极跑道的示例图；
[0036]图4为本技术提供的内置过流检测功能的IGBT版图结构中栅极跑道金属、栅极金属、发射极金属和第一金属的示例图；
[0037]图5为本技术提供的内置过流检测功能的IGBT版图结构中发射极孔、第一连接孔和栅极孔的示例图；
[0038]图6为本技术提供的内置过流检测功能的IGBT版图结构中栅极Pad区、发射极Pad区和第一金属Pad区的示例图；
[0039]图7为本技术提供的内置过流检测功能的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.内置过流检测功能的IGBT版图结构，其特征在于，包括：主芯片区，所述主芯片区内设置发射极金属和相互平行的若干第一沟槽；过流检测区，所述过流检测区内设置第一金属和相互平行的若干第二沟槽，相邻所述第二沟槽的间距小于相邻所述第一沟槽的间距；栅极区，所述栅极区内设置栅极金属；所述栅极金属、所述发射极金属和所述第一金属之间均相互绝缘。2.根据权利要求1所述的内置过流检测功能的IGBT版图结构，其特征在于，还包括：发射极孔，相邻所述第一沟槽之间设置所述发射极孔，所述主芯片区内IGBT发射极区通过所述发射极孔与所述发射极金属连接；第一连接孔，相邻所述第二沟槽之间设置所述第一连接孔，所述过流检测区内IGBT发射极区通过所述第一连接孔与所述第一金属连接。3.根据权利要求1所述的内置过流检测功能的IGBT版图结构，其特征在于，还包括：栅极跑道，用于连接任意相邻所述第一沟槽，以及任意相邻所述第二沟槽，所述栅极跑道上覆盖有栅极跑道金属；栅极孔，设置于所述栅极跑道上，所述栅极跑道通过所述栅极孔与所述栅极跑道金属连接。4.根据权利要求1所述的内置过流检测功能的IG...

【专利技术属性】
技术研发人员：程炜涛，姚阳，
申请(专利权)人：上海埃积半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：