半导体器件及其制造方法、半导体器件的设计方法技术

技术编号:43623662 阅读:32 留言:0更新日期:2024-12-11 15:03
本发明专利技术提供一种半导体器件及其制造方法、半导体器件的设计方法,包括:IGBT元胞和电流传感器元胞,IGBT元胞和电流传感器元胞集成在同一漂移区上,IGBT元胞与电流传感器元胞共用栅极;阻挡层,阻挡层位于漂移区中,阻挡层将半导体器件分为第一元胞区、第二元胞区和过渡区,过渡区位于第一元胞区和第二元胞区之间,阻挡层位于过渡区的漂移区内,第一元胞区为IGBT元胞区,第二元胞区为电流传感器元胞区。第二元胞区与第一元胞区共用栅极,过渡区具有阻挡层能够提高第二元胞区与第一元胞区之间的寄生双极型晶体管的基区浓度,使得能够减少对电流传感器的干扰,进而使得电流传感器输出电流的准确性得到提高。本发明专利技术的技术方案使得提高器件初次设计的成功率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体,特别涉及一种半导体器件及其制造方法、半导体器件的设计方法


技术介绍

1、绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,简称 igbt)是一种集成双极型晶体管(bipolar junction transistor,简称 bjt)和绝缘栅型场效应管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,简称 mosfet)的电压驱动式功率半导体器件,广泛应用于电力电子领域。随着半导体制造工艺的发展,半导体器件的集成度越来越高,工作电流也不断增加,为了电路系统的安全,需要在外围电路设置过流保护功能以防止半导体器件因电流过大失效,igbt器件通常需要通过电流传感器监控半导体器件电流。

2、工程师设计电流传感器时需要考虑到检测电阻的负反馈效应等因素引入的误差,适当增加元胞数目比做补偿。但是,目前半导体器件设计需要一次甚至多次修改版图调整元胞数目比,而修改版图需要重新流片,严重影响着半导体器件的研发成本和进度。因此,如何提高半导体器件初次设计的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种半导体器件,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述半导体器件,其特征在于,所述阻挡层的掺杂浓度为1E15cm-3~1E18cm-3。

3.如权利要求1所述半导体器件,其特征在于,所述阻挡层的厚度为1μm~10μm。

4.如权利要求1所述半导体器件,其特征在于,所述半导体器件还包括:

5.如权利要求4所述半导体器件,其特征在于,所述第一掺杂类型为N型,所述第二掺杂类型为P型;或者所述第一掺杂类型为P型,所述第二掺杂类型为N型。

6.如权利要求1所述半导体器件,其特征在于,在所述相邻两个阱区之上连接所述栅极,栅极通过栅介质...

【技术特征摘要】

1.一种半导体器件,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述半导体器件,其特征在于,所述阻挡层的掺杂浓度为1e15cm-3~1e18cm-3。

3.如权利要求1所述半导体器件,其特征在于,所述阻挡层的厚度为1μm~10μm。

4.如权利要求1所述半导体器件,其特征在于,所述半导体器件还包括:

5.如权利要求4所述半导体器件,其特征在于,所述第一掺杂类型为n型,所述第二掺杂类型为p型;或者所述第一掺杂类型为p型,所述第二掺杂类型为n型。

6.如权利要求1所述半导体器件,其特征在于,在所述相邻两个阱区之上连接所述栅极,栅极通过栅介质层同所述igbt发射区、igbt发射极、电流传感器电流检测区、电流传感器电流检测电极以及第一注入区绝缘,所述栅极和所述igbt发射极位于所述半导体器件的正面。

7.如权利要求1所述半导体器件,其特征在于,所述栅介质层位于沟槽内,所述沟槽位于所述相邻两个阱区之间,所述沟槽从所述漂移区的正面延伸至所述漂移区,所述沟槽的深度大于所述阱区的深度,所述绝缘介质层覆盖所述栅极、栅介质层和阱区,且所述绝缘介质层通过第一通孔露出所述第一元胞区的第一注入区及部分所述igbt发射区,所述绝缘介质层通过第二通孔露出所述第二元胞区的第一注入区及部分所述电流传感器电流检测区,栅极通过栅介质层同所述igbt发射区、igbt发射极、电流传感器电流检测区、电流传感器电流检测电极以及第一注入区绝缘,所述栅极和所述igbt发射极位于所述半导体器件的正面。

8.如权利要求1所述半导体器件,其特征在于,所述阱区之间的间隔距离相等。

9.一种如权利要求1~8中任一项所述半导体器件的设计方法,其特征在于,所述电流传感器外接一检测电阻,所述检测电阻连接在所述电流传感器电流检测电极与地之间,所述igbt发射极接地,所述栅极与地之间连接第一电压源,所述igbt集电极与地之间连接第二电压源;所述半导体器件的设计方法包括:

10.如权利要求9所述半导体器件的设计方法,其特征在于,所述第一元胞区和所述第二元胞区的输出电流分别为所述第一元胞区和所述第二元胞区工作在饱和区的输出电流。

11.如权利要求10所述半导体器件的设计方法,其特征在于,所述第一数值模型为ice=f (vge,vce),vge为设定值,使得ice=avce+b;其中,ice为所述第一元胞区的输出电流,vge为所述栅极-发射极电压,vce为所述集电极-发射极电压,a为斜率,b为截距。

12.如权利要求11所述半导体器件的设计方...

【专利技术属性】
技术研发人员:韩健顾悦吉黄示张衡孟美灵杨婷
申请(专利权)人:杭州士兰集昕微电子有限公司
类型:发明
国别省市:

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