IGBT制造技术

技术编号:39750782 阅读:9 留言:0更新日期:2023-12-17 23:48
本发明专利技术涉及半导体技术领域

【技术实现步骤摘要】
IGBT器件结构及其制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体
,特别是涉及一种
IGBT
器件结构及其制备方法


技术介绍

[0002]IGBT

Insulated Gate Bipolar Transistor
,绝缘栅双极型晶体管) 器件通常应用于电机,变频器,
PFC
等多种大电流应用领域,在大多数
IGBT
领域中,需要
IGBT
器件能够有
10us
的短路时间,为保
IGBT
证器件有
10us
的短路时间,需降低
IGBT
器件电流密度,这样会极大的增加
IGBT
器件的导通损耗,使得
IGBT
器件的工作效率降低


技术实现思路

[0003]鉴于上述现有技术的不足,本专利技术的目的在于提供一种
IGBT
器件结构及其制备方法,旨在解决现有
IGBT
器件为了达到
IGBT
器件的短路能力,需要降低
IGBT
器件的电流密度,从而极大的增加
IGBT
器件的导通损耗,使得
IGBT
器件的工作效率降低的问题

[0004]第一方面,本专利技术提供了一种
IGBT
器件结构,包括:
IGBT
器件和
PNP
三极管;所
IGBT
器件包括
IGBT
栅极
、IGBT
发射极和
IGBT
集电极;所述
PNP
三极管包括发射极

集电极和基极;所述
PNP
三极管的集电极与所述
IGBT
发射极电连接,所述
PNP
三极管的基极与所述
IGBT
栅极电连接

[0005]本专利技术的
IGBT
器件结构中,通过在
IGBT 器件的
IGBT
发射极和
IGBT
栅极之间增设
PNP
三极管,当所述
IGBT
器件结构短路发生时,所述
PNP
三极管会处于放大状态,将所述
IGBT
器件的
IGBT
栅极和
IGBT
发射极短接,关断所述
IGBT
器件,降低电流,不需要降低
IGBT
器件的电流密度即可保证
IGBT
器件的短路能力,会降低
IGBT
器件的导通损耗,提高
IGBT
器件的工作效率

[0006]在其中一个实施例中,所述
IGBT
器件结构还包括衬底,所述
IGBT
器件及所述
PNP
三极管均位于所述衬底上

[0007]在其中一个实施例中,所述
IGBT
器件结构还包括:第一布线层,与所述
PNP
三极管的基极及所述
IGBT
栅极电连接;第二布线层,与所述
PNP
三极管的集电极及所述
IGBT
发射极电连接;第三布线层,与所述
PNP
三极管的发射极电连接

[0008]在其中一个实施例中,所述
IGBT
器件结构还包括:层间介质层,所述层间介质层覆盖所述
IGBT
器件及所述
PNP
三极管;所述第一布线层

所述第二布线层及所述第三布线层均位于所述层间介质层的上表面;第一导电插塞,位于所述层间介质层内,一端与所述
IGBT
栅极相连接,另一端与所述第一布线层相连接;第二导电插塞,位于所述层间介质层内,一端与所述
PNP
三极管的基极相连接,另一端与所述第一布线层相连接;第三导电插塞,位于所述层间介质层内,一端与所述
PNP
三极管的集电极及所述
IGBT
发射极相连接,另一端与所述第二布线层相连接;第四导电插塞,位于所述层间介质层内,一端与所述
PNP
三极管的发射极相连接,另一端与所述第三布线层相连接

[0009]在其中一个实施例中,所述
PNP
三极管的阈值电压为
3V~5V。
[0010]第二方面,本专利技术还提供了一种如第一方面中所述的
IGBT
器件结构的制备方法,所述
IGBT
器件结构的制备方法包括:步骤
S10
:提供衬底;步骤
S20
:于所述衬底上形成
IGBT
器件及
PNP
三极管;所述
IGBT
器件包括
IGBT
栅极
、IGBT
发射极和
IGBT
集电极;所述
PNP
三极管包括发射极

集电极和基极;步骤
S30
:将所述
PNP
三极管的集电极与所述
IGBT
发射极电连接,并将所述
PNP
三极管的基极与所述
IGBT
栅极电连接

[0011]本专利技术的
IGBT
器件结构的制备方法中,通过在
IGBT 器件的
IGBT
发射极和
IGBT
栅极之间增设
PNP
三极管,当所述
IGBT
器件结构短路发生时,所述
PNP
三极管会处于放大状态,将所述
IGBT
器件的
IGBT
栅极和
IGBT
发射极短接,关断所述
IGBT
器件,降低电流,不需要降低
IGBT
器件的电流密度即可保证
IGBT
器件的短路能力,会降低
IGBT
器件的导通损耗,提高
IGBT
器件的工作效率

[0012]在其中一个实施例中,于所述衬底上形成
IGBT
器件及
PNP
三极管包括:步骤
S201
:于所述衬底的上表面形成
N
型漂移区;步骤
S202
:于所述
N
型漂移区内形成第一
P
型阱区,所述第一
P
型阱区作为所述
IGBT
发射极及所述
PNP
三极管的集电极;步骤
S203
:于所述第一
P
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...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
IGBT
器件结构,其特征在于,包括:
IGBT 器件和
PNP
三极管;所述
IGBT
器件包括
IGBT
栅极
、IGBT
发射极和
IGBT
集电极;所述
PNP
三极管包括发射极

集电极和基极;所述
PNP
三极管的集电极与所述
IGBT
发射极电连接,所述
PNP
三极管的基极与所述
IGBT
栅极电连接
。2.
根据权利要求1所述的
IGBT
器件结构,其特征在于,所述
IGBT
器件结构还包括衬底,所述
IGBT
器件及所述
PNP
三极管均位于所述衬底上
。3.
根据权利要求1所述的
IGBT
器件结构,其特征在于,所述
IGBT
器件结构还包括:第一布线层,与所述
PNP
三极管的基极及所述
IGBT
栅极电连接;第二布线层,与所述
PNP
三极管的集电极及所述
IGBT
发射极电连接;第三布线层,与所述
PNP
三极管的发射极电连接
。4.
根据权利要求3所述的
IGBT
器件结构,其特征在于,所述
IGBT
器件结构还包括:层间介质层,所述层间介质层覆盖所述
IGBT
器件及所述
PNP
三极管;所述第一布线层

所述第二布线层及所述第三布线层均位于所述层间介质层的上表面;第一导电插塞,位于所述层间介质层内,一端与所述
IGBT
栅极相连接,另一端与所述第一布线层相连接;第二导电插塞,位于所述层间介质层内,一端与所述
PNP
三极管的基极相连接,另一端与所述第一布线层相连接;第三导电插塞,位于所述层间介质层内,一端与所述
PNP
三极管的集电极及所述
IGBT
发射极相连接,另一端与所述第二布线层相连接;第四导电插塞,位于所述层间介质层内,一端与所述
PNP
三极管的发射极相连接,另一端与所述第三布线层相连接
。5.
根据权利要求1至4中任一项所述的
IGBT
器件结构,其特征在于,所述
PNP
三极管的阈值电压为
3V~5V。6.
一种如权利要求1至5中任一项所述的
IGBT
器件结构的制备方法,其特征在于,包括:步骤
S10
:提供衬底;步骤
S20
:于所述衬底上形成
IGBT
器件及
PNP
三极管;所述
IGBT
器件包括
IGBT
栅极
、IGBT
发射极和
IGBT
集电极;所述
PNP
三极管包括发射极

集电极和基极;步骤
S30
:将所述
PNP
三极管的集电极与所述
IGBT
发射极电连接,并将所述

【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:

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