[實(shí)用新型]一種RC-IGBT器件版圖

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201921961024.8
• 申請(qǐng)日: 2019-11-14
• 公開（公告）號(hào): CN210605712U
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陽(yáng)平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海擎茂微電子科技有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/33
• 分類號(hào): G06F30/33;H01L29/739;H01L29/06
• 代理公司: 溫州知遠(yuǎn)專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33262
• 代理人: 湯時(shí)達(dá)

本實(shí)用新型涉及一種RC?IGBT器件版圖，包括版圖底板，版圖底板上設(shè)有多個(gè)由多根窗口段首尾連接形成的斷開的環(huán)狀窗口，相鄰窗口段的首端與尾端之間具有間隔，版圖底板上除了斷開的環(huán)狀窗口之外的區(qū)域?yàn)榕cP型集電極區(qū)對(duì)應(yīng)的P型集電極窗口，斷開的環(huán)狀窗口與RC?IGBT的N型集電極短路區(qū)對(duì)應(yīng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種用于制作該半導(dǎo)體器件的版圖結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種 RC-IGBT器件版圖。

背景技術(shù)

在電力電子系統(tǒng)中，IGBT器件通常都會(huì)反并聯(lián)一個(gè)續(xù)流二極管(FRD)。在傳統(tǒng)的封裝模式中，往往把兩顆IGBT芯片與FRD芯片封裝在一起，這樣做不僅增加了器件的個(gè)數(shù)、模塊的體積、制造成本，而且封裝過(guò)程中焊點(diǎn)數(shù)的增加還會(huì)影響模塊的可靠性。因此，為了解決這一問(wèn)題，設(shè)計(jì)了逆導(dǎo)型IGBT，即RC-IGBT。RC-IGBT結(jié)構(gòu)可以更大限度的減小IGBT模塊面積，增大芯片集成度。

RC-IGBT是將續(xù)流二極管FRD集成在IGBT器件內(nèi)部。以N型IGBT器件為例，RC-IGBT器件的主要特征在于其背部形成了與集電極連接的N型集電極短路區(qū)，N型集電極短路區(qū)與P型基區(qū)、N型基區(qū)一起形成了能夠反向?qū)ǖ睦m(xù)流二極管結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)RC-IGBT在正向?qū)〞r(shí)會(huì)出現(xiàn)一個(gè)負(fù)阻效應(yīng)。N+發(fā)射極區(qū)、P型基區(qū)、N型基區(qū)、N型場(chǎng)終止區(qū)、N型集電極短路區(qū)會(huì)形成一個(gè)VDMOS 結(jié)構(gòu)。當(dāng)器件正向?qū)〞r(shí)，在小電流條件下，背部的P型集電極區(qū)與N型場(chǎng)終止區(qū)形成的PN結(jié)由于壓降不足無(wú)法開啟，此時(shí)RC-IGBT器件中只有電子流動(dòng)，呈現(xiàn)出VDMOS特性。只有當(dāng)電流增大到一定程度，背部的P型集電極區(qū)與N 型場(chǎng)終止區(qū)形成的PN結(jié)上的壓降高于其開啟電壓后，此PN結(jié)才能夠?qū)ā?dǎo)通后，P型集電極區(qū)開始向N型基區(qū)中注入空穴。此時(shí)RC-IGBT器件中既有電子又有空穴流動(dòng)，主要呈現(xiàn)IGBT特性。在IGBT模式下會(huì)形成大注入效應(yīng)(電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng))，器件的正向壓降會(huì)迅速降低，使得器件的電流-電壓特性曲線呈現(xiàn)折回現(xiàn)象，即出現(xiàn)所謂的負(fù)阻效應(yīng)，其嚴(yán)重影響電力電子系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

實(shí)用新型內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種用于制作該RC-IGBT 器件的RC-IGBT器件版圖。

本實(shí)用新型的RC-IGBT器件版圖，包括版圖底板，版圖底板上設(shè)有多個(gè)由多根窗口段首尾連接形成的斷開的環(huán)狀窗口，相鄰窗口段的首端與尾端之間具有間隔，版圖底板上除了斷開的環(huán)狀窗口之外的區(qū)域?yàn)榕c集電極區(qū)對(duì)應(yīng)的P型集電極窗口，斷開的環(huán)狀窗口與RC-IGBT的N型集電極短路區(qū)對(duì)應(yīng)。

進(jìn)一步的，本實(shí)用新型的RC-IGBT器件版圖，所述窗口段為矩形窗口。

進(jìn)一步的，本實(shí)用新型的RC-IGBT器件版圖，每個(gè)斷開的環(huán)狀窗口包括六根窗口段，相鄰斷開的環(huán)狀窗口共用同一根窗口段。

進(jìn)一步的，本實(shí)用新型的RC-IGBT器件版圖，所述斷開的環(huán)狀窗口呈正六邊型。

進(jìn)一步的，本實(shí)用新型的RC-IGBT器件版圖，斷開的環(huán)狀窗口內(nèi)側(cè)還設(shè)有與N型集電極短路區(qū)對(duì)應(yīng)的第二N型集電極短路區(qū)窗口。

進(jìn)一步的，本實(shí)用新型的RC-IGBT器件版圖，所述第二N型集電極短路區(qū)窗口呈圓形或正多邊形。

借由上述方案，本實(shí)用新型至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：本實(shí)用新型的RC-IGBT器件版圖，包括斷開的環(huán)狀窗口及P型集電極窗口，這使得通過(guò)該RC-IGBT器件版圖制得的RC-IGBT器件，其整塊的P型集電極區(qū)被斷開的N型集電極短路區(qū)隔開，并在N型集電極短路區(qū)的間隙處相連，從而形成整片相連的P型集電極區(qū)，進(jìn)而使得RC-IGBT器件在導(dǎo)通過(guò)程中，空穴注入?yún)^(qū)連續(xù)擴(kuò)展，從而消除了RC-IGBT 器件的負(fù)阻效應(yīng)，也消除了二次回跳現(xiàn)象。此外，操作人員可通過(guò)調(diào)節(jié)窗口段的面積來(lái)調(diào)整N型集電極短路區(qū)的面積分布，從而改變RC-IGBT器件的特性。

綜上所述，本實(shí)用新型的RC-IGBT器件版圖，能夠制作出無(wú)負(fù)阻效應(yīng)、可靠性高的RC-IGBT器件。