一種集成可變柵電阻柵極結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于半導(dǎo)體場控自關(guān)斷器【技術(shù)領(lǐng)域】，公開了一種集成可變柵電阻柵極結(jié)構(gòu),包括：柵極壓焊點(diǎn)、柵極總線、有效多晶硅電阻以及備用多晶硅電阻；所述柵極總線環(huán)繞在所述柵極壓焊點(diǎn)外圍；所述有效多晶硅電阻連接在所述柵極總線和所述柵極壓焊點(diǎn)之間；所述備用多晶硅電阻置于所述柵極總線和所述柵極壓焊點(diǎn)之間，與所述柵極總線相連。本發(fā)明通過在柵極壓焊點(diǎn)和柵極總線之間連接多個多晶硅電阻實(shí)現(xiàn)柵極的保護(hù)，同時實(shí)現(xiàn)靈活的柵極電阻調(diào)節(jié)。
【專利說明】一種集成可變柵電阻柵極結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體場控自關(guān)斷器【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種集成可變柵電阻柵極結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]IGBT 器件(InsulatedGateBipolarTransistor),絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT (雙極型三極管)和MOS (絕緣柵型場效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式功率半導(dǎo)體器件，兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅(qū)動電流較大；M0SFET驅(qū)動功率很小，開關(guān)速度快，但導(dǎo)通壓降大，載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點(diǎn)，驅(qū)動功率小而飽和壓降低。非常適合應(yīng)用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)如交流電機(jī)、變頻器、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動等領(lǐng)域
[0003]IGBT在使用時，需要配置柵級電阻。柵極電阻Rg有以下作用:
[0004]消除柵極振蕩，絕緣柵器件(IGBT、M0SFET)的柵射(或柵源)極之間是容性結(jié)構(gòu)，柵極回路的寄生電感又是不可避免的，如果沒有柵極電阻，那柵極回路在驅(qū)動器驅(qū)動脈沖的激勵下要產(chǎn)生很強(qiáng)的振蕩，因此必須串聯(lián)一個電阻加以迅速衰減；
[0005]轉(zhuǎn)移驅(qū)動器的功率損耗，電容電感都是無功元件，如果沒有柵極電阻，驅(qū)動功率就將絕大部分消耗在驅(qū)動器內(nèi)部的輸出管上，使其溫度上升很多；
[0006]調(diào)節(jié)功率開關(guān)器件的通斷速度，柵極電阻小，開關(guān)器件通斷快，開關(guān)損耗小；反之則慢，同時開關(guān)損耗大。但驅(qū)動速度過快將使開關(guān)器件的電壓和電流變化率大大提高，從而產(chǎn)生較大的干擾，嚴(yán)重的將使整個裝置無法工作，因此必須統(tǒng)籌兼顧。
[0007]參見圖1現(xiàn)有技術(shù)方案中，根據(jù)柵極的固有結(jié)構(gòu)，一般在外電路接?xùn)烹娮鑱韺?shí)現(xiàn)對柵極的保護(hù)，或集成固定的柵電阻。外接?xùn)烹娮钃p壞或者由于疏忽未能加上，或者阻值過小，器件運(yùn)行過程中會產(chǎn)生大的尖峰電流，從而損壞器件；集成固定柵電阻，阻值不可變，無法根據(jù)需要靈活掌握。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種提升柵極電阻連接可靠性以及調(diào)節(jié)靈活性的柵電極結(jié)構(gòu)。
[0009]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種集成可變柵電阻柵極結(jié)構(gòu)，包括:柵極壓焊點(diǎn)和柵極總線；還包括:有效多晶硅電阻以及備用多晶硅電阻；所述柵極總線環(huán)繞在所述柵極壓焊點(diǎn)外圍；所述有效多晶硅電阻連接在所述柵極總線和所述柵極壓焊點(diǎn)之間；所述備用多晶硅電阻置于所述柵極總線和所述柵極壓焊點(diǎn)之間，與所述柵極總線相連。
[0010]進(jìn)一步地，所述有效多晶硅電阻的數(shù)量至少為兩個。
[0011]進(jìn)一步地，所述備用多晶硅電阻的數(shù)量至少為兩個。
[0012]進(jìn)一步地，所述有效多晶硅電阻和備用多晶硅電阻均為方阻。
[0013]進(jìn)一步地，所述有效多晶娃電阻和備用多晶娃電阻的邊長范圍為IOum?200um。[0014]進(jìn)一步地，所述集成可變柵電阻柵極結(jié)構(gòu)還包括:測試壓焊點(diǎn)；所述測試壓焊點(diǎn)與所述柵極總線相連。
[0015]本發(fā)明提供的集成可變柵電阻柵極結(jié)構(gòu)通過在柵電極結(jié)構(gòu)中，固有的柵極總線和柵極壓焊點(diǎn)之間集成設(shè)置連接有效多晶硅電阻，在起到保護(hù)柵電極的作用的同時，提升柵極電阻接入的可靠性；通過設(shè)置備用多晶硅電阻，根據(jù)需要通過光刻改變掩膜版的方式將備用多晶硅電阻連接在柵極總線和柵極壓焊點(diǎn)之間，調(diào)節(jié)柵極電阻，從而提升柵極電阻的調(diào)節(jié)靈活性，以提升其適應(yīng)性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明提供的現(xiàn)有的柵極結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的集成可變柵電阻柵極結(jié)構(gòu)；
[0018]其中，1-柵極總線，2-有效多晶硅電阻，3-備用多晶硅電阻。
【具體實(shí)施方式】
[0019]參見圖2，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種集成可變柵電阻柵極結(jié)構(gòu)，通過集成柵極電阻的方式形成穩(wěn)定的電阻連接，提升柵極電阻接入的可靠性；同時備用柵極電阻提升了柵極電阻調(diào)節(jié)的靈活性。
[0020]集成可變柵電阻柵極結(jié)構(gòu)包括:柵極總線1、柵極壓焊點(diǎn)、有效多晶硅電阻2以及備用多晶硅電阻3 ;柵極總線I環(huán)繞在柵極壓焊點(diǎn)外圍；有效多晶硅電阻2連接在柵極總線I和柵極壓焊點(diǎn)之間，從而在柵電極上形成柵極電阻的集成接入結(jié)構(gòu)，形成可靠的柵極電阻連接；備用多晶硅電阻3置于柵極總線I和柵極壓焊點(diǎn)之間，與柵極總線I相連，根據(jù)用途需要，通過改變光刻掩膜版的方式將備用多晶硅電阻3與柵極壓焊點(diǎn)連接，從而將備用多晶硅電阻3接入柵極，與有效多晶硅電阻2并聯(lián)，從而起到調(diào)節(jié)柵極電阻的目的；根據(jù)實(shí)際需要選擇接入的備用多晶硅電阻3的數(shù)量，從而形成較高的調(diào)節(jié)精度和調(diào)節(jié)范圍。
[0021]有效多晶硅電阻I初始集成接入柵電極，形成初始柵極電阻，為了避免電阻故障導(dǎo)致柵極安全事故，優(yōu)選的有效多晶硅電阻2的數(shù)量至少為兩個。
[0022]作為調(diào)節(jié)柵極電阻的主要媒介，備用多晶硅電阻3與有效多晶硅電阻2并聯(lián)連接在柵極總線I和柵極壓焊點(diǎn)之間，起到調(diào)節(jié)柵極電阻的作用。鑒于并聯(lián)連接電阻的等效關(guān)系，備用多晶硅電阻3的數(shù)量越多時，柵極電阻的調(diào)節(jié)精度就越高，優(yōu)選的，備用多晶硅電阻3的數(shù)量至少為兩個。
[0023]有效多晶硅電阻2和備用多晶硅電阻3均為方阻，邊長范圍IOum?200um。根據(jù)實(shí)際需要，有效多晶硅電阻2和備用多晶硅電阻3還可以使其他形狀，例如矩形、圓形或者多邊形。
[0024]集成可變柵電阻柵極結(jié)構(gòu)還包括:測試壓焊點(diǎn)；測試壓焊點(diǎn)與柵極總線相連；從而方便柵極電阻的大小的檢測。
[0025]本發(fā)明提供的集成可變柵電阻柵極結(jié)構(gòu)通過在柵電極結(jié)構(gòu)中，固有的柵極總線和柵極壓焊點(diǎn)之間集成設(shè)置連接有效多晶硅電阻，在起到保護(hù)柵電極的作用的同時，提升柵極電阻接入的可靠性；通過設(shè)置備用多晶硅電阻，根據(jù)需要通過改變掩膜版光刻圖形的方式將備用多晶硅電阻連接在柵極總線和柵極壓焊點(diǎn)之間，調(diào)節(jié)柵極電阻，從而提升柵極電阻的調(diào)節(jié)靈活性，以提升其適應(yīng)性。通過設(shè)置多個有效多晶硅電阻降低柵極電阻發(fā)生故障的可能性，通過設(shè)置多個備用多晶硅電阻提升柵極電阻的調(diào)節(jié)精度；通過設(shè)置測試壓焊點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)柵極電阻的快捷簡便測量。
[0026]最后所應(yīng)說明的是，以上【具體實(shí)施方式】僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照實(shí)例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種集成可變柵電阻柵極結(jié)構(gòu)，包括:柵極壓焊點(diǎn)和柵極總線；其特征在于，還包括:有效多晶硅電阻以及備用多晶硅電阻；所述柵極總線環(huán)繞在所述柵極壓焊點(diǎn)外圍；所述有效多晶硅電阻連接在所述柵極總線和所述柵極壓焊點(diǎn)之間；所述備用多晶硅電阻置于所述柵極總線和所述柵極壓焊點(diǎn)之間，與所述柵極總線相連。
2.如權(quán)利要求1所述的集成可變柵電阻柵極結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述有效多晶硅電阻的數(shù)量至少為兩個。
3.如權(quán)利要求2所述的集成可變柵電阻柵極結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述備用多晶硅電阻的數(shù)量至少為兩個。
4.如權(quán)利要求1~3任一項(xiàng)所述集成可變柵電阻柵極結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述有效多晶硅電阻和備用多晶硅電阻均為方阻。
5.如權(quán)利要求4所述的集成可變柵電阻柵極結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述有效多晶硅電阻和備用多晶硅電阻的邊長范圍為IOum~200um。
6.如權(quán)利要求1所述的集成可變柵電阻柵極結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括:測試壓焊點(diǎn)；所述測試壓焊點(diǎn)與所述柵極總線相連。
【文檔編號】H01L23/64GK104022093SQ201410271507
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月17日
【發(fā)明者】趙佳, 張 杰, 胡愛斌, 王海軍, 吳凱 申請人:江蘇中科君芯科技有限公司