公开了用于抑制设备内的振荡的装置，该装置包括结终端边缘、单极功率晶体管和RC缓冲器。RC缓冲器具有在多晶硅结构和半导体衬底之间并且为结终端边缘的一部分的电容器。该电容器具有p
【技术实现步骤摘要】
用于抑制设备内的振荡的装置
[0001]本公开内容涉及抑制半导体设备内的振荡的领域。
技术介绍
[0002]各种类型的晶体管例如碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管(SiC MOSFET)和其他类型的晶体管可以用于高功率和高电压范围用途的应用，例如牵引和风能应用。这些类型的应用可能会使用高电流和高功率模块或并联连接模块。这些晶体管的工作可能导致相对较高的换向电感，例如在每个换向路径20nH至100nH的范围内。如果这些晶体管之一中的负载电流被快速关断，则可能会触发换向振荡。换向振荡可能导致电磁干扰和/或不符合电磁干扰限制。这样的换向振荡对于利用高负载电流的应用来说是不期望的。
技术实现思路
[0003]提供本
技术实现思路
来以简化形式介绍一系列构思，这些构思将在下面的具体实施方式中进一步描述。本
技术实现思路
不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。
[0004]在本文提出的技术的实施方式中，提供一种装置。该装置包括结终端边缘。该装置包括单极功率晶体管。该装置包括并联耦接在单极功率晶体管内的RC(电阻
‑
电容)缓冲器。RC缓冲器和单极功率晶体管单片地形成在半导体衬底上。RC缓冲器包括电容器。电容器位于多晶硅结构和半导体衬底之间，并且是结终端边缘的一部分。电容器包括p
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n结。RC缓冲器包括多晶硅电阻器。多晶硅电阻器位于单极功率晶体管的源极与形成电容器的第一层之间。
[0005]为了实现前述和相关目的，以下描述和附图阐述了某些说明性方面和实现。这些说明性方面和实现方式仅指示可以采用一个或更多个方面的各种方式中的一些方式。当结合附图考虑时，根据以下具体实施方式，本公开内容的其他方面、优点和新颖特征将变得明显。
附图说明
[0006]图1是说明包括半桥的装置的部件框图，该半桥包括两个晶体管，每个晶体管与形成在同一半导体衬底上的RC缓冲器并联耦接。
[0007]图2是包括与形成在同一半导体衬底上的RC缓冲器并联耦接的晶体管的装置的截面图。
[0008]图3是包括与形成在同一半导体衬底上的RC缓冲器并联耦接的晶体管的装置的俯视图。
[0009]图4是包括与形成在同一半导体衬底上的RC缓冲器并联耦接的晶体管的装置的俯视图。
具体实施方式
[0010]现在参考附图来描述所要求保护的主题，其中，贯穿全文使用相同的附图标记来指代相同的元件。在以下描述中，出于说明的目的，阐述了大量具体细节以便提供对所要求保护的主题的透彻理解。然而，明显的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践所要求的保护的主题。在其他情况下，以框图形式示出了公知的结构和设备，以便于促进描述所要求保护的主题。
[0011]在电子领域，晶体管诸如碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管(SiC MOSFETS)、碳化硅结栅极场效应晶体管(SiC JFET)、单极功率晶体管等可以用于各种应用，例如用于高功率应用和/或高压应用中的开关。当设备的晶体管被切换时，可能会触发换向振荡，从而在设备内产生不期望的振荡能量，其可能对设备的工作产生负面影响。例如，当晶体管用作具有高电压(例如，超过600伏的电压)的功率晶体管时，可以触发换向振荡，使得晶体管的关断非常快以致导致换向振荡。这些换向振荡可能是高频LC振荡，这会对设备的工作产生负面影响。例如，换向振荡可能会导致电磁干扰，这从而影响设备的正确工作。在电磁干扰的示例中，晶体管最初可能处于关断状态。当处于导通状态时，晶体管的漏源电压较低。当晶体管关断时，电压开始增加，直到达到直流电压。在正常工作模式期间电流开始减小，因此将开始发生振荡。振荡会引起不必要的电磁干扰。
[0012]一种用于抑制设备中的换向振荡的技术涉及使用绝缘栅双极晶体管(IGBT)部件或单极部件，例如可以在高栅极电阻下工作的SiC MOSFET。然而，这可能会导致开关损耗增加，从而对设备的整体效率产生负面影响。另一种可以用于帮助抑制设备中的换向振荡的技术与RC网络/缓冲器的使用有关。RC缓冲器可以用于电力电子设备以对高频LC振荡作出反应，以抑制这样的振荡。对于振荡，RC缓冲器的电容器会导致电流通过电阻器以抑制振荡，这也会导致可能不可接受的损耗。这些RC缓冲器位于被抑制的晶体管的外部，例如放置在负载连接或辅助连接上。这会导致RC缓冲器与晶体管(芯片)之间的漏感(寄生电感)。
[0013]因此，如本文所提供的，RC缓冲器被集成到用于抑制该装置的单极功率晶体管的振荡的装置中。RC缓冲器和单极功率晶体管并联耦接在一起。RC缓冲器和单极功率晶体管单片地形成在同一半导体衬底上，并且因此RC缓冲器和单极功率晶体管一起集成在同一半导体设备内，例如其中，RC缓冲器的电阻器(多晶硅电阻器)和电容器由构成单极功率晶体管的材料层形成，并且因此RC缓冲器形成为单极功率晶体管的一部分。另外，电容器可形成为装置的结终端边缘的一部分，例如其中，p型材料的结终端边缘形成电容器。由于RC缓冲器集成在装置中并与单极功率晶体管形成在同一半导体衬底上，因此与RC缓冲器位于单极功率晶体管外部相比，RC缓冲器可以更靠近单极功率晶体管(作为其一部分)放置。这提供了改进的振荡的抑制，同时减少了漏电感，否则RC缓冲器位于装置和单极功率晶体管外部引起漏电感。由于RC缓冲器集成在单极功率晶体管中，因此RC缓冲器占用装置内较小的面积。将RC缓冲器集成到单极功率晶体管中使得扩展包括大量单极功率晶体管的设备，因为每个单极功率晶体管都具有自己的集成RC缓冲器。
[0014]所公开的RC缓冲器提供优于外部RC缓冲器和用于抑制振荡的其他技术的各种优点，振荡例如具有高LxI乘积的应用中的振荡，其中，LxI乘积对应于换向电感(例如，图1的电感102)和流过它的电流的乘积。关于此RC缓冲器，由于RC缓冲器已集成到装置和单极功率晶体管中，因此无需使用额外/外部部件作为RC缓冲器。由于RC缓冲器包含在单极功率晶
体管内，例如在已经是装置的一部分的栅极焊盘下方的区域内，RC缓冲器占用很小的面积甚至不占用额外的面积。RC缓冲器提供RC缓冲器中功率损耗的耗散，因为该装置被很好地冷却。RC缓冲器可以直接对抗振荡以抑制振荡，因为不涉及寄生电感。由于RC缓冲器集成在每个装置/晶体管中，因此RC缓冲器与模块中并联的装置/晶体管的数量成比例。
[0015]在实施方式中，RC缓冲器的电阻器是由多晶硅构成的多晶硅电阻器。与由其它类型的材料形成的电阻器相比，多晶硅电阻器提供改进的隔离。而且，多晶硅电阻器可以维持比由其它类型的材料形成的电阻器更高的过冲电压。在实施方式中，多晶硅电阻器具有在大约90欧姆和大约110欧姆之间的电阻，例如大约100欧姆或任何其它电阻。
[0016]在实施方式中，RC缓冲器的电容器由装置的p型材料的结终端边缘形成。结终端边缘提供围绕装置的主设备部件(诸如单极功率晶体管)的边缘终端。以这种方式，结终端边缘用于控制装置内某些点处的电场。RC缓冲器的电容器可以集成到(形成为其一部分)本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于抑制设备内的振荡的装置，包括：结终端边缘；单极功率晶体管；RC缓冲器，包括：电容器，所述电容器在多晶硅结构和半导体衬底之间并且为所述结终端边缘的一部分，其中，所述电容器包括p
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n结；以及在所述单极功率晶体管的源极与形成所述电容器的第一层之间的多晶硅电阻器；其中，所述单极功率晶体管和所述RC缓冲器并联耦接，并且其中，所述RC缓冲器和所述单极功率晶体管单片地形成在所述半导体衬底上。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述半导体衬底包括碳化硅衬底。3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述p
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n结包括p型材料的所述第一层和n型材料的第二层。4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述第二层在所述第一层与所述半导体衬底之间。5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述多晶硅电阻器包括所述多晶硅结构，并且其中，所述多晶硅电阻器在所述RC缓冲器的缓冲器电极和所述第一层之间。6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述多晶硅电阻器通过缓冲器接触部连接至所述RC缓冲器的缓冲器电极，并且其中，所述多晶硅电阻器将所述缓冲器电极连接到所述第一层。7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述多晶硅结构将所述单极功率晶体管的漏极与所述单极功率晶体管的栅极分开。8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述多晶硅电阻器通过源极接触部连接到所述源极。9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述多晶硅电阻器电耦接至所述电容器。10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一层包括p型材料。11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述单极功率晶体管包括三端晶体管。12.根据权利要求1所述的装置，其中，所述单极功率晶体管包括碳化硅金属氧化...
【专利技术属性】
技术研发人员：德塔德，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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