绝缘栅双极晶体管芯片及其栅极电阻调整方法技术

本申请公开一种绝缘栅双极晶体管芯片及其栅极电阻调整方法，所述绝缘栅双极晶体管芯片包括：基底；位于所述基底内的元胞区，所述元胞区内形成有阵列排布的绝缘栅双极晶体管元胞；压焊区，位于所述基底表面，通过第一导电结构电连接至所述元胞区内的各个晶体管元胞的栅极；其中，所述第一导电结构的阻值可调

【技术实现步骤摘要】
绝缘栅双极晶体管芯片及其栅极电阻调整方法


[0001]本申请涉及半导体
，尤其涉及一种绝缘栅双极晶体管芯片及其栅极电阻调整方法
。

技术介绍

[0002]在大功率电流控制领域，分离器件
IGBT
（绝缘栅双极晶体管）因为具有较低导通压降，高耐压，较高工艺成熟度等优势，至今仍受到很大关注并且是应用最广泛的大功率器件之一
。
栅极电阻
Rg
作为
IGBT
开关控制栅极驱动电路的一个关键因素，对开关频率
、
开关损耗和开关可靠性等有重要影响
。
[0003]IGBT
应用的场合非常广泛，不同应用场合，对栅极电阻
Rg
的要求各不一样，但是通常同型号
IGBT
的工艺平台通常是大致固定的，相应的耐压和导通压降等参数无法满足多种需求
。
[0004]如何提供一种栅极电阻
Rg
可调的结构，以匹配各种需求，是目前亟待解决的问题
。

技术实现思路

[0005]本专利技术提出一种绝缘栅双极晶体管芯片及其栅极电阻调整方法，实现栅极电阻的可调
。
[0006]本申请提供一种绝缘栅双极晶体管芯片，包括：基底；位于所述基底内的元胞区，所述元胞区内形成有阵列排布的绝缘栅双极晶体管元胞；压焊区，位于所述基底表面，通过第一导电结构电连接至所述元胞区内的各个晶体管元胞的栅极；其中，所述第一导电结构的阻值可调
。
[0007]优选的，所述第一导电结构包括至少两层堆叠且纵向电接触的导电层，且位于顶层的导电层的尺寸可变
。
[0008]优选的，还包括第二导电结构，电连接至所述各个元胞的栅极；所述第一导电结构一端与所述压焊区电连接，另一端电连接至所述第二导电结构
。
[0009]优选的，所述第二导电结构围绕所述元胞区边缘设置；与所述压焊区之间具有间距，所述第一导电结构位于所述间距内
。
[0010]优选的，所述第一导电结构为长条形，且弯折设置于所述间距内
。
[0011]优选的，所述第一导电结构包括：第一导电层，和覆盖所述第一导电层表面的第二导电层
。
[0012]优选的，所述第一导电层为位于所述基底内的掺杂半导体层，所述第二导电层为金属层；和
/
或，所述第二导电层的电阻率小于所述第一导电层的电阻率
。
[0013]优选的，所述基底包括：半导体衬底，所述半导体衬底内形成有元胞区；位于所述元胞区外围的隔离层；所述压焊区和所述第一导电结构位于所述隔离层表面
。
[0014]优选的，所述第一导电结构包括若干导电单元，所述若干导电单元在所述压焊区与所述第一导电结构之间并联连接
。
[0015]优选的，每个所述导电单元均包括至少两层堆叠且纵向电接触的导电层，且位于顶层的导电层的尺寸可变
。
[0016]本申请还提供一种绝缘栅双极晶体管芯片的栅极电阻调整方法，包括：提供上述任一项所述的绝缘栅双极晶体管芯片；确定所述第一导电结构的目标电阻；调整所述第一导电结构的阻值至所述目标电阻
。
[0017]可选的，所述第一所述第一导电结构包括至少两层堆叠且纵向电接触的导电层；调整位于顶层的导电层的尺寸，以调整所述第一导电结构的阻值至所述目标电阻
。
[0018]本专利技术提供的绝缘栅双极晶体管芯片及其栅极电阻调整方法，在压焊区与栅极之间设置电阻可调的第一导电结构，通过调整第一导电结构的阻值，直接实现对栅极电阻
Rg
的调整，方便灵活，避免改版和占用芯片面积过大的缺点
。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本申请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单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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
。
[0020]图1为一种实现方式的
IGBT
芯片的结构示意图；图2为另一种实现方式的
IGBT
芯片的结构示意图；图3为本申请一实施例的
IGBT
芯片的结构示意图；图
4a
为本申请一实施例的
IGBT
芯片的局部示意图；图
4b
为本申请一实施例的
IGBT
芯片调整栅极电阻后的局部示意图；图
5a
为本申请一实施例的
IGBT
芯片的剖面示意图；图
5b
为本申请一实施例的
IGBT
芯片的调整栅极电阻后的剖面示意图；图6为本申请一实施例的
IGBT
芯片的局部结构示意图
。
具体实施方式
[0021]如
技术介绍
中所述，发展一种便捷调整栅极电阻
Rg
的方法，为每一种需求开发相匹配的栅极电阻
Rg
是必要的
。
[0022]IGBT
芯片通常包括元胞区和栅极金属压焊区，栅极金属压焊区连接元胞区的栅极连接总线，用于提供栅极控制电压，通过调整栅极金属压焊区于栅极连接总线之间的连接电阻，就可以调整栅极电阻
Rg。
[0023]在一些实施方式中，请参考图1，为一个
IGBT
芯片俯视示意图
。IGBT
芯片1包括元胞区2，元胞区2外围形成有终端区3；第一栅极金属连接线5作为栅极连接总线，通过第一栅极接触孔4，电连接至下方的导电层；第二栅极金属连接线7，通过第二栅极金属接触孔6电连接至下方导电层；金属压焊区9，通过栅极压焊区金属接触孔8电连接至下方导电层；高阻多晶硅
10
，位于金属压焊区9与第二栅极金属连接线7之间
。
可以通过设置高阻多晶硅
10
以得到预期的栅极电阻
Rg。
通过改变高阻多晶硅
10
的尺寸，可以调整栅极电阻
Rg。
该方法存在每次变更栅极电阻
Rg
都需要改版，调整方式不够灵活的问题
。
[0024]在另一些实施方式中，请参考图2，在金属压焊区9与第二栅极金属连接线之间设
置高阻岛金属压焊区
71
，采用打线
11
的方式有选择的连接一定数量的高阻岛金属压焊区
71
与栅极金属压焊区9，该方式虽可以灵活调节栅极电阻
Rg
，但因为需要借助高阻岛金属压焊区
71
，且需要进行打线
11
操作，不可避免的会增大了芯片面积，提高了成本
。
[0025]本申请提出在压焊区与栅极之间设置电阻可调的第一导电结构，通过调整第一导电结构的阻值，直接实现对栅极本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种绝缘栅双极晶体管芯片，其特征在于，包括：基底；位于所述基底内的元胞区，所述元胞区内形成有阵列排布的绝缘栅双极晶体管元胞；压焊区，位于所述基底表面，通过第一导电结构电连接至所述元胞区内的各个晶体管元胞的栅极；其中，所述第一导电结构的阻值可调
。2.
根据权利要求1所述的绝缘栅双极晶体管芯片，其特征在于，所述第一导电结构包括至少两层堆叠且纵向电接触的导电层，且位于顶层的导电层的尺寸可变
。3.
根据权利要求1所述的绝缘栅双极晶体管芯片，其特征在于，还包括第二导电结构，电连接至所述各个晶体管元胞的栅极；所述第一导电结构一端与所述压焊区电连接，另一端电连接至所述第二导电结构
。4.
根据权利要求3所述的绝缘栅双极晶体管芯片，其特征在于，所述第二导电结构围绕所述元胞区边缘设置；与所述压焊区之间具有间距，所述第一导电结构位于所述间距内；所述第一导电结构为长条形，且弯折设置于所述间距内
。5.
根据权利要求1所述的绝缘栅双极晶体管芯片，其特征在于，所述第一导电结构包括：第一导电层，和覆盖所述第一导电层表面的第二导电层
。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯海国，王鹏，卓泽俊，李翔，
申请(专利权)人：深圳腾睿微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：