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來源: 發(fā)布時間:2023-08-31

    本實用新型涉及半導體領域,具體涉及一種溝槽柵igbt。背景技術:igbt隨著結構設計和工藝技術的升級,主流產(chǎn)品已經(jīng)從平面柵極(如圖1所示)升級成溝槽柵極(如圖2所示),現(xiàn)有技術中溝槽柵結構的制作方法如圖3所示,先在半導體襯底上光刻出溝槽,接著在該溝槽內(nèi)沉積**氧化層23(圖3a所示),然后去除該**氧化層23(圖3b所示),然后繼續(xù)在溝槽內(nèi)沉積***氧化層21(圖3c所示),接著沉積多晶硅層1(圖3d所示),接著去除表面多余的多晶硅層1(圖3e所示),溝槽柵結構雖然相比平面柵結構電流密度大幅度提升,但由于溝槽柵結構帶來的結電容的大幅度上升,造成目前的溝槽柵igbt不能廣泛應用于高頻場景。技術實現(xiàn)要素:本實用新型為解決現(xiàn)有技術中溝槽柵igbt結電容較大的問題,提供了一種新的溝槽柵igbt結構。本實用新型采用的技術方案如下:一種溝槽柵igbt,包括:半導體襯底,所述半導體襯底表面內(nèi)設置兩個溝槽柵結構;兩個溝槽柵結構,兩個所述溝槽柵結構對稱,溝槽內(nèi)設置有多晶硅層和包圍所述多晶硅層的氧化層,所述氧化層包括***氧化層和第二氧化層,所述***氧化層設置在溝道區(qū),所述第二氧化層設置在非溝道區(qū),所述第二氧化層的厚度大于所述***氧化層的厚度。進一步地。可以控制電機、變頻器、變壓器、電源、電抗器等電力電子設備。浙江有什么模塊市價

    收藏查看我的收藏0有用+1已投票0智能功率模塊編輯鎖定討論上傳視頻智能功率模塊(IPM)是IntelligentPowerModule的縮寫,是一種先進的功率開關器件,具有GTR(大功率晶體管)高電流密度、低飽和電壓和耐高壓的優(yōu)點,以及MOSFET(場效應晶體管)高輸入阻抗、高開關頻率和低驅(qū)動功率的優(yōu)點。而且IPM內(nèi)部集成了邏輯、控制、檢測和保護電路,使用起來方便,不*減小了系統(tǒng)的體積以及開發(fā)時間,也**增強了系統(tǒng)的可靠性,適應了當今功率器件的發(fā)展方向——模塊化、復合化和功率集成電路(PIC),在電力電子領域得到了越來越***的應用。中文名智能功率模塊外文名IPM概念一種先進的功率開關器件全稱IntelligentPowerModule目錄1IPM結構2內(nèi)部功能機制3電路設計智能功率模塊IPM結構編輯結構概念IPM由高速、低功率的IGBT芯片和推薦的門級驅(qū)動及保護電路構成,如圖1所示。其中,IGBT是GTR和MOSFET的復合,由MOSFET驅(qū)動GTR,因而IGBT具有兩者的優(yōu)點。IPM根據(jù)內(nèi)部功率電路配置的不同可分為四類:H型(內(nèi)部封裝一個IGBT)、D型(內(nèi)部封裝兩個IGBT)、C型(內(nèi)部封裝六個IGBT)和R型(內(nèi)部封裝七個IGBT)。小功率的IPM使用多層環(huán)氧絕緣系統(tǒng),中大功率的IPM使用陶瓷絕緣。黑龍江模塊技術指導實質(zhì)是個復合功率器件,它集雙極型功率晶體管和功率MOSFET的優(yōu)點于一體化。

    pwm_l信號為低電平時,c2通過r2充電,r2,c2構成死區(qū)延時td。當pwm_h信號為高電平時,c3通過d3快速放電,pwm_l信號為低電平時,c3通過r3充電,r3,c3構成死區(qū)延時td。其中v1輸入采用cmos施密特與非門,可以提高輸入信號門檻電壓,提高信號抗干擾能力。上管驅(qū)動電路由r11,q3,q4,r8構成推挽放大電路,對光耦輸出信號u2_out信號進行放大,上管驅(qū)動信號drv_h直接連接igbt模塊上管門極hg,滿足igbt模塊對于驅(qū)動峰值電流的需求。下管驅(qū)動電路由r17,q5,q6,r18構成推挽放大電路,對光耦輸出信號u4_out信號進行放大,下管驅(qū)動信號drv_l直接連接igbt模塊下管門極lg,滿足igbt模塊對于驅(qū)動峰值電流的需求。上管vce-sat檢測電路由r9,d11,r10構成vce-sat采樣電路:當驅(qū)動信號drv_h為高電平(15v)時,通過電阻和igbt模塊導通壓降vce-sat的分壓原理:,采樣信號vce_h,r13和r14構成分壓電路(通過r13和r14設定保護值),比較信號comp_h,通過vce_h與comp_h的比較實現(xiàn)vce飽和壓降的檢測,并輸出故障信號fault_h:當vce_h小于comp_h,fault_h為高電平,正常狀態(tài);當vce_h大于comp_h,fault_h為低電平,報故障狀態(tài);當驅(qū)動信號drv_l為低電平(-15v)時。

    從而使得本實施例可應用與高頻場景。本說明書中的“半導體襯底表面內(nèi)”是指由半導體襯底表面向下延伸的一定深度的區(qū)域,該區(qū)域?qū)儆诎雽w襯底的一部分。其中,半導體襯底可以包括半導體元素,例如單晶、多晶或非晶結構的硅或硅鍺,也可以包括混合的半導體結構,例如碳化硅、合金半導體或其組合,在此不做限定。在本實施例中的半導體襯底推薦采用硅襯底,在本實施例中以n型襯底為例進行說明。推薦地,***氧化層21厚度為1000-1200a。推薦地,第二氧化層22厚度為3000-5000a。進一步地,兩個所述溝槽柵結構之間設置有***摻雜區(qū),所述***摻雜區(qū)的摻雜類型與所述半導體襯底的類型相反,***摻雜區(qū)為pw導電層。進一步地,在所述***摻雜區(qū)的內(nèi)表面設置兩個第二摻雜區(qū),所述第二摻雜區(qū)的摻雜類型與***摻雜區(qū)的摻雜類型相反,兩個所述第二摻雜區(qū)分別設置在靠近兩個所述溝槽柵結構的一側并且與溝槽柵結構接觸,第二摻雜區(qū)為n+源區(qū),pw導電層和n+源區(qū)與發(fā)射極金屬接觸。進一步地,所述半導體的底部還設置有緩沖層和集電極,所述集電極設置在比較低層。圖5示出了本實施例提供的一種溝槽柵結構制作方法,與現(xiàn)有技術的制作基本相同,區(qū)別在于以下:s101:在溝槽內(nèi)沉積第二氧化層22。在國際節(jié)能環(huán)保的大趨勢下,IGBT下游的風電產(chǎn)業(yè)、光伏和新能源汽車等領域還在迅速發(fā)展。

    二極管算是半導體家族中的元老了,早在***次世界大戰(zhàn)末期就已出現(xiàn)晶體檢波器,從1930年開始,半導體整流器開始投入市場。二極管模塊分為:快恢復二極管模塊,肖特基二極管模塊,整流二極管模塊、光伏防反二極管模塊等。而二極管和二極管模塊主要區(qū)別是功率、速度和封裝不同。二級管一般指電流、電壓、功率比較小的單管,一般電流在幾個安培以內(nèi),電壓比較高1000多V,但是反向恢復素很快,只有幾個ns至幾十個ns,用在小功率開關電源做輸出整流,或需要頻繁開關的場合,其封裝一般是塑封、玻璃封裝、陶瓷封裝等。二極管模塊指封裝成模塊的二極管,功率較大,幾十、幾百安培,主要用于整流,在大功率設備上使用,如電焊機等,反向恢復時間很快,但比二極管慢,一般在幾十個ns至幾百個ns之間。那二極管模塊應如何選型呢?1、快恢復二極管模塊快恢復二極管是一種能快速從通態(tài)轉(zhuǎn)變到關態(tài)的特殊晶體器件。導通時相當于開關閉合(電路接通),截止時相當于開關打開(電路切斷)。特性是開關速度快,快恢復二極管能夠在導通和截止之間快速轉(zhuǎn)化提高器件的使用頻率和改善波形??旎謴投O管模塊分400V快恢復二極管模塊,600V快恢復二極管模塊,1200V快恢復二極管模塊等。普通PPS的CTI值大約在150V左右,遠遠滿足不了要求。黑龍江模塊技術指導

當MOSFET的溝道形成后,從P+基極注入到N-層的空穴(少子),對N-層進行電導調(diào)制,減小N-層的電阻。浙江有什么模塊市價

    圖5為本實用新型實施例提供的溝槽柵結構制作方法的流程圖。圖中:1為多晶硅層,2為氧化層,21為***氧化層,22為第二氧化層,23為**氧化層,3為光刻膠。具體實施方式下面將結合本實用新型實施例中的附圖,對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例**是本實用新型一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?,本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本實用新型保護的范圍。圖4示出了本實施例提供的一種溝槽柵igbt示意圖,包括半導體襯底和設置在半導體襯底表面內(nèi)的兩個溝槽柵結構,兩個溝槽柵結構對稱,溝槽柵結構設置有多晶硅層1和包圍多晶硅層1的氧化層2,氧化層包括***氧化層21和第二氧化層22,***氧化層21設置在溝道區(qū),第二氧化層22設置在非溝道區(qū),第二氧化層22的厚度大于***氧化層21的厚度,與現(xiàn)有技術相比,本實施例提供的溝槽柵igbt氧化層2的厚度大于現(xiàn)有技術中的厚度,因此本實施例的結電容更小。需要說明的是,本實施例減小結電容的方式是通過增加溝槽內(nèi)非溝道區(qū)第二氧化層22的厚度,***氧化層21厚度不變,因此本實施例在減小結電容的同時并不會造成器件整體性能變差。浙江有什么模塊市價

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