[實(shí)用新型]一種IGBT芯片結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420045503.6
• 申請(qǐng)日: 2014-01-24
• 公開（公告）號(hào): CN203746860U
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 紅梅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 嘉興斯達(dá)微電子有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/739
• 分類號(hào): H01L29/739;H01L29/423
• 代理公司: 杭州九洲專利事務(wù)所有限公司 33101
• 代理人: 翁霽明

技術(shù)領(lǐng)域

????本實(shí)用新型涉及的是一種IGBT芯片結(jié)構(gòu)，尤其是一種柵極均勻?qū)ǖ腎GBT芯片結(jié)構(gòu)，主要用于IGBT芯片的布局設(shè)計(jì)。

背景技術(shù)

???作為新型電力半導(dǎo)體器件的主要代表，IGBT被廣泛用于工業(yè)、信息、新能源、醫(yī)學(xué)、交通、軍事和航空領(lǐng)域。目前，市場(chǎng)上的IGBT器件的耐壓高達(dá)6500V,單管芯電流高達(dá)200A,頻率達(dá)到300KHz。在高頻大功率領(lǐng)域，目前還沒有任何一個(gè)其它器件可以代替它。隨著半導(dǎo)體材料和加工工藝的不斷進(jìn)步，IGBT的電流密度、耐壓和頻率不斷得到提升，與此同時(shí)對(duì)于可靠性要求也不斷提高。

?當(dāng)IGBT芯片面積較小即電流等級(jí)較小時(shí)，對(duì)于均勻?qū)ㄐ砸蟛⒉桓撸坏菍?duì)于大電流面積較大的芯片，必須使柵極均勻?qū)āＲ驗(yàn)閺臇艠O焊盤到較遠(yuǎn)的元胞存在一定的壓降和寄生電容，導(dǎo)致元胞開關(guān)不同步。當(dāng)芯片開啟時(shí)，離柵極焊盤近的元胞先導(dǎo)通，由于寄生電容寄生電阻的存在，離柵極焊盤遠(yuǎn)的元胞后導(dǎo)通甚至?xí)胁粚?dǎo)通的情況。當(dāng)芯片關(guān)斷時(shí)，離柵極焊盤近的元胞先關(guān)斷，由于寄生電容寄生電阻的存在，離柵極焊盤遠(yuǎn)的元胞后關(guān)斷甚至?xí)袩龎牡那闆r。不均勻?qū)ǎ蛊骷诳煽啃陨洗嬖陔[患。因此柵極均勻?qū)ǖ腎GBT版圖設(shè)計(jì)，對(duì)于大電流芯片提高可靠性上具有非常重要的作用。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種柵極均勻?qū)ǖ腎GBT芯片結(jié)構(gòu)，它對(duì)于大電流大面積的芯片，能夠保證芯片內(nèi)各個(gè)元胞能夠均勻?qū)ǎ岣咂骷目煽啃浴?/p>

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：所述的IGBT芯片結(jié)構(gòu)，它主要包括柵極焊盤、發(fā)射極焊盤、柵極總線，所述IGBT芯片的版圖布局呈為中心對(duì)稱結(jié)構(gòu)，所述柵極焊盤設(shè)置于IGBT芯片的正面中央；柵極總線設(shè)置在芯片橫向中心、縱向中心并且在芯片橫向中心、縱向中心處連接?xùn)艠O焊盤；柵極總線設(shè)置在芯片外圍形成環(huán)狀，并且在芯片橫向中心和縱向中心處連接?xùn)艠O焊盤引出來的柵極總線；所述發(fā)射極設(shè)置在柵極總線和柵極焊盤圍繞的區(qū)域內(nèi)，并對(duì)稱的開出四個(gè)發(fā)射極焊盤。

?本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：提供一種柵極均勻?qū)ǖ腎GBT版圖設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，對(duì)于大電流大面積的芯片，能夠保證芯片內(nèi)各個(gè)元胞均勻?qū)ǎ岣咂骷目煽啃浴?!-- SIPO -->

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的一種IGBT芯片版圖布局結(jié)構(gòu)圖。

圖2是現(xiàn)有技術(shù)中的另一種IGBT芯片版圖布局結(jié)構(gòu)圖。

圖3是本實(shí)用新型的IGBT芯片版圖布局結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式：

下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。IGBT:絕緣柵型雙極晶體管的簡(jiǎn)稱，一種電場(chǎng)控制型功率器件，作為高壓開關(guān)被普遍應(yīng)用。元胞：構(gòu)成IGBT芯片的基本單元，多個(gè)元胞并聯(lián)構(gòu)成IGBT芯片。柵極焊盤：通過多晶硅與IGBT芯片中所有元胞的柵極相連接，通過引線與器件外部柵極端子管腳相連。

?????圖1所示是目前現(xiàn)有技術(shù)中的一種典型的IGBT芯片版圖布局結(jié)構(gòu)，圖1中所見的是IGBT芯片的正面，包括柵極焊盤、發(fā)射極焊盤，柵極焊盤位于IGBT芯片版圖布局結(jié)構(gòu)的一角，發(fā)射極焊盤表層下存在大量的元胞。具有該種版圖布局結(jié)構(gòu)的IGBT在開通時(shí)，外電路的柵極信號(hào)通過柵極焊盤傳入到芯片中的元胞的多晶硅柵極，通過多晶硅柵極控制著每個(gè)元胞的開啟；由于同一個(gè)IGBT芯片內(nèi)部的元胞離柵極焊盤的距離不完全相等，多晶硅上存在一定電壓降，導(dǎo)致各個(gè)元胞的開啟不同步。在IGBT芯片的使用過程中存在一定的隱患，尤其是在大電流大面積的芯片中，這種影響更為明顯。

圖2是現(xiàn)有技術(shù)中的另一種IGBT芯片版圖布局結(jié)構(gòu)，在IGBT芯片的正面，柵極焊盤位于芯片版圖布局結(jié)構(gòu)的正中間，此種結(jié)構(gòu)應(yīng)用在大電流大面積的IGBT芯片時(shí)，存在一個(gè)缺點(diǎn)：離柵極焊盤較近的元胞導(dǎo)通較快，離柵極焊盤較遠(yuǎn)的即芯片邊緣的元胞導(dǎo)通較慢。

圖3所示，本實(shí)用新型主要包括：柵極焊盤1、發(fā)射極焊盤2、柵極總線3，所述IGBT芯片版圖布局結(jié)構(gòu)為中心對(duì)稱結(jié)構(gòu)，所述柵極焊盤設(shè)置于IGBT芯片的正面的中央。柵極總線設(shè)置在芯片橫向中心、縱向中心并且在芯片橫向中心、縱向中心處連接上柵極焊盤。柵極總線設(shè)置在芯片外圍形成環(huán)狀，并且在芯片橫向中心和縱向中心處連接上柵極焊盤引出來的柵極總線。所述發(fā)射極設(shè)置在柵極總線和柵極焊盤圍繞的區(qū)域內(nèi)對(duì)稱的開出四個(gè)發(fā)射極焊盤。本實(shí)用新型提出的改進(jìn)方案，在IGBT芯片版圖布局結(jié)構(gòu)中設(shè)計(jì)加入柵極總線，柵極總線設(shè)置在芯片橫向中心、縱向中心并且在芯片橫向中心、縱向中心處連接上柵極焊盤。柵極總線設(shè)置在芯片外圍形成環(huán)狀，并且在芯片橫向中心和縱向中心處連接上柵極焊盤引出來的柵極總線。