一种IGBT芯片可变栅内阻及其设计方法

摘要

本发明一种IGBT芯片可变栅内阻，所述IGBT芯片包括栅极区，所述栅极区集成IGBT芯片的开关特性；所述栅极区包括栅焊盘区和栅汇流条区；所述栅内阻串联在所述栅焊盘区和栅汇流条区之间；所述栅内阻的大小在2-10Ω之间。本发明还涉及一种IGBT芯片可变栅内阻的设计方法，本发明提供的方案使栅内阻灵活可变，应用范围广，改善了现有技术的固定栅电阻值的缺陷。通过改变多晶电阻的拓扑，可实现多晶电阻大小的调整。仅改变一块掩模版（多晶掩模版），改变多晶的拓扑，调节栅内阻，方便的实现可变栅内阻。

主权项

一种IGBT芯片可变栅内阻的设计方法，其特征在于，所述IGBT芯片包括栅极区，所述栅极区集成IGBT芯片的开关特性；所述栅极区包括栅焊盘区和栅汇流条区；其特征在于，所述栅内阻串联在所述栅焊盘区和栅汇流条区之间；所述栅内阻的大小在2‑10Ω之间；所述栅内阻设置在IGBT芯片栅极区，与IGBT芯片的外接电路栅外阻共同构成栅电阻；所述栅内阻为多晶电阻，分别与IGBT芯片制造时的孔掩模版和金属掩模版连接；所述栅内阻包含在IGBT芯片制造时多晶掩模版中；所述多晶电阻的大小由多晶的长和宽决定；多晶电阻的大小决定栅内阻的大小；所述IGBT芯片包括有源区和终端区；所述有源区集成IGBT的电流参数；所述终端区集成IGBT芯片的耐压参数；所述多晶电阻或作为有源区的栅极结构及终端区的场板结构；所述有源区包括N‑衬底区；N‑衬底区表面的栅极氧化层(2)，沉积在栅极氧化层(2)上的多晶硅栅极(1)；栅极氧化层与N‑衬底区之间的P‑阱区(3)；位于P‑阱区与栅极氧化层之间的N+区(4)；位于N‑衬底区下方的背面注入区(5)；位于注入区下方的集电极(7)及位于栅极氧化层上方的发射极(6)；所述栅内阻的大小由IGBT芯片开通时电流变化率di/dt和关断时的电压变化率dv/dt决定；所述方法包括下述步骤：A、制造IGBT芯片的场环掩模版；B、制造IGBT芯片的有源区掩模版；C、制造IGBT芯片的含有栅内阻的多晶掩模版；D、制造IGBT芯片的孔掩模版；E、制造IGBT芯片的金属掩模版；F、制造IGBT芯片的钝化掩模版；所述步骤A中，终端区的P‑阱区注入，终端区的P‑阱区形成终端区场环结构；所述步骤B中，有源区P‑阱区同时注入，所述有源区的P‑阱区形成MOS结构；所述步骤C中，所述多晶掩模版包含多晶硅，所述多晶硅分布在有源区，栅极区和终端区；有源区多晶硅形成MOS栅结构，栅极区多晶硅为有源区MOS栅结构汇总区域，终端区多晶硅形成终端区的场板结构；所述步骤D中，所述孔掩模版包括孔；所述孔分布在有源区，栅极区和终端区；有源区孔为IGBT芯片发射极引出端；栅极区孔为IGBT芯片栅极引出端；终端区孔为场板与场环接触孔，形成接触场板结构；所述步骤E中，所述金属掩模版包括金属；所述金属分布在有源区，栅极区和终端区；有源区金属为IGBT芯片发射极引出端；栅极区金属IGBT芯片栅极引出端；终端区金属形成终端场板结构；所述步骤F中，所述钝化掩模版包括钝化；所述钝化分布在终端区，有源区，栅极区；终端区钝化为IGBT芯片终端区保护材料，用于隔离和保护芯片；有源区和栅极区钝化开口为IGBT芯片栅焊盘区，用于对IGBT芯片封装，发射极和栅极打线位置。