一种功率器件及其制备方法技术

本发明专利技术涉及半导体技术领域，提供一种功率器件及其制备方法，该功率器件包括：

【技术实现步骤摘要】
一种功率器件及其制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，特别是涉及一种功率器件及其制备方法
。

技术介绍

[0002]绝缘栅双极型晶体管（
IGBT
，
Insulated Gate Bipolar Transistor
）通常应用于电机，变频器，功率因数校正（
PFC
，
Power Factor Correc TIon
）等多种大电流应用领域
。
在大多数
IGBT
领域中，需要
IGBT
能够有
10us
的短路时间，为保证器件有
10us
的短路时间，需降低
IGBT
器件电流密度
。
传统技术中，当器件短路发生时，需要通过外围过流检测电路，当检测电路检测到大电流时，将信号传递至微控制单元
(MCU
，
Microcontroller Unit)
之后
MCU
将控制信号发送给驱动集成电路（
Driver IC
，
integrated circuit
）
,Driver IC
控制
IGBT
器件关断降低电流，减少器件发热，避免烧毁
。
但是，这样会极大的增加器件的导通损耗，使器件的工作效率降低
。
[0003]因此，有必要提供一种功率器件及其制备方法，以解决上述问题/>。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种功率器件，包括：
IGBT
；开关模块，与所述
IGBT
发射极和栅极连接，用于在所述
IGBT
短路时将所述
IGBT
发射极和栅极短接；所述开关模块设置于所述
IGBT
内部
。
[0005]进一步地，所述开关模块包括
NPN
三极管
。
[0006]进一步地，所述
NPN
三极管包括：
N
型漂移区；位于所述
N
型漂移区内的
P
阱
、
第一
N
阱及第二
N
阱，所述
P
阱将所述第一
N
阱及第二
N
阱隔离开
。
[0007]进一步地，所述
IGBT
包括栅极；所述栅极形成于所述
N
型漂移区顶部；层间阻绝物；所述层间阻绝物覆盖所述
N
型漂移区顶部及覆盖所述
IGBT
栅极；金属层；位于所述层间阻绝物顶部；所述金属层包括相互独立的第一区域
、
第二区域及第三区域，所述第一区域与所述
IGBT
栅极和所述第一
N
阱连接，所述第二区域与所述
P
阱连接，所述第三区域与所述第二
N
阱连接
。
[0008]进一步地，还包括：封装结构；所述封装结构上所述第二区域在所述封装结构上的连接点与所述
IGBT
发射极的连接点之间的距离为
0.2mm。
[0009]本申请还提供一种功率器件的制备方法，包括：形成开关模块；
形成
IGBT
；所述
IGBT
发射极和栅极均与所述开关模块连接，所述开关模块用于在所述
IGBT
短路时将所述
IGBT
发射极和栅极短接；所述开关模块设置于所述
IGBT
内部
。
[0010]进一步地，所述开关模块包括
NPN
三极管
。
[0011]进一步地，所述形成开关模块，包括：形成
N
型漂移区和位于所述
N
型漂移区内的
N
阱；在所述
N
阱内形成
P
阱，所述
P
阱将所述
N
阱分割为两个独立的第一
N
阱和第二
N
阱，以形成所述
NPN
三极管
。
[0012]进一步地，所述形成
IGBT
，包括：在所述
N
型漂移区顶部形成所述
IGBT
栅极；形成层间阻绝物；所述层间阻绝物覆盖所述
N
型漂移区顶部及覆盖所述
IGBT
栅极；在所述层间阻绝物顶部形成金属层；所述金属层包括相互独立的第一区域
、
第二区域及第三区域，所述第一区域与所述
IGBT
栅极和所述第一
N
阱连接，所述第二区域与所述
P
阱连接，所述第三区域与所述第二
N
阱连接
。
[0013]进一步地，还包括：形成封装结构，所述封装结构上所述第二区域在所述封装结构上的连接点与所述
IGBT
发射极的连接点之间的距离为
0.2mm。
[0014]与现有技术相比，本专利技术实施例的技术方案具有以下有益效果：本专利技术实施例提供的本专利的构想是在
IGBT
器件短路发生时，通过在
IGBT
发射极（
Emitter
）与
IGBT
栅极（
gate
）之间设置开关模块
。
当
IGBT
短路发生时，开关模块将
IGBT
栅极和发射极短接，关断
IGBT
，降低电流
。
该方式不需降低
IGBT
本身的电流密度从而提升短路能力，从而改善器件发热，提升功率密度，进而提升器件性能
。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，而不是全部实施例
。
对于本领域普通技术人员来讲，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
。
[0016]图1为本专利技术的一个实施例提供的功率器件的示意图；图2和图3为本专利技术的一个实施例提供的功率器件的原理等效图；图4为本专利技术的一个实施例提供的功率器件的制备方法的流程图；图5‑8为本专利技术的一个实施例提供的功率器件的制备方法的各个步骤的剖视图
。
具体实施方式
[0017]为使本专利技术实施例的目的
、
技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种功率器件，其特征在于，包括：
IGBT
；开关模块，与所述
IGBT
发射极和栅极连接，用于在所述
IGBT
短路时将所述
IGBT
发射极和栅极短接；所述开关模块设置于所述
IGBT
内部；其中，所述开关模块包括
NPN
三极管；所述
NPN
三极管包括：
N
型漂移区；位于所述
N
型漂移区内的
P
阱
、
第一
N
阱及第二
N
阱，所述
P
阱将所述第一
N
阱及第二
N
阱隔离开；所述
IGBT
包括：栅极；所述栅极形成于所述
N
型漂移区顶部；层间阻绝物；所述层间阻绝物覆盖所述
N
型漂移区顶部及覆盖所述
IGBT
栅极；金属层；位于所述层间阻绝物顶部；所述金属层包括相互独立的第一区域
、
第二区域及第三区域，所述第一区域与所述
IGBT
栅极和所述第一
N
阱连接，所述第二区域与所述
P
阱连接，所述第三区域与所述第二
N
阱连接
。2.
根据权利要求1所述的功率器件，其特征在于，还包括：封装结构；所述封装结构上所述第二区域在所述封装结构上的连接点与所述
IGBT
发射极的连接点之间的距离为
0.2mm。3.
一种功率器件的制备方法，其特征在于，包括：形成开关模块；形成

【专利技术属性】
技术研发人员：侯晓伟，柴展，罗杰馨，
申请(专利权)人：上海功成半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：