[发明专利]一种IGBT芯片及其制备方法

说明书

为克服现有IGBT芯片的封装结构中温度检测存在滞后性，影响模块保护效果的问题，本发明提供了一种IGBT芯片，包括绝缘栅极双极晶体管区和二极管区；所述二极管区包括硅层、第一电极和第二电极，所述硅层上形成有二极管P型区和二极管N型区，所述第一电极与所述二极管P型区电耦合，所述第二电极与所述二极管N型区电耦合；所述绝缘栅极双极晶体管区具有衬底，所述衬底的部分区域覆盖有场氧区，所述硅层形成于所述场氧区上，以使所述二极管区和所述绝缘栅极双极晶体管区相互绝缘导热。同时，本发明还公开了上述IGBT芯片的制备方法。本发明提供的IGBT芯片集成了可用于温度感应的二极管区，能够提高温度感应的速度和准确性，保护IGBT芯片不被热损坏。

技术领域

本发明属于绝缘栅极双极晶体管结构技术领域，具体涉及一种IGBT芯片及其制备方法。

背景技术

绝缘栅双极晶体管IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)是近年来问世的功率半导体器件，其与MOSFET相比具有通态压降低，电流通过能力大的特点。随着技术的发展，其应用领域涵盖机车牵引、新能源(例如电动汽车)和消费电子等各个领域，应用前景广阔。

目前IGBT的封装主要采用分离式的温度检测，即将单独的温度检测二极管焊接在模块底座上，当温度检测二极管检测到模块中IGBT或FRD温度过高时，外部电路通过检测到的电压变化及时调整IGBT的开关状态，以及时降低温度，防止模块损坏。

以上传统的模块封装技术中，当温度检测二极管检测到温度异常往往滞后于IGBT表面温度的变化，导致保护信号不能够及时的传递给IGBT，同时也存在误动作的可能，使得模块保护效果不好。

发明内容

针对现有IGBT芯片的封装结构中温度检测存在滞后性，影响模块保护效果的问题，本发明提供了一种绝缘栅双极晶体管。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种IGBT芯片，包括用于电导通控制的绝缘栅极双极晶体管区和用于感应所述绝缘栅极双极晶体管区的温度的二极管区；

所述二极管区包括硅层、第一电极和第二电极，所述硅层上形成有二极管P型区和二极管N型区，所述第一电极与所述二极管P型区电耦合，所述第二电极与所述二极管N型区电耦合；

所述绝缘栅极双极晶体管区具有衬底，所述衬底的部分区域覆盖有场氧区，所述硅层形成于所述场氧区上，以使所述二极管区和所述绝缘栅极双极晶体管区相互绝缘导热。

可选地，所述硅层为多晶硅层。

可选地，所述绝缘栅极双极晶体管区还包括集电极、集电极区、P型区、N+发射区、栅氧区、栅电极和发射极，所述集电极区形成于所述衬底表面，且所述集电极区具有第一导电类型特性，所述衬底具有第二导电类型特性，所述集电极与所述集电极区电耦合，所述P型区形成于所述衬底上，所述N+发射区与所述衬底通过所述P型区隔离，且所述P型区分别连接所述发射极和所述栅氧区，所述栅电极位于所述栅氧区上背离所述P型区的一面，所述N+发射区与所述发射极电耦合。

可选地，所述场氧区形成于所述衬底上背离所述集电极区的表面。

可选地，所述P型区位于所述衬底上背离所述集电极区的一侧，且所述P型区嵌入于所述衬底的表面，所述P型区包括P阱区和P+注入区，所述P+注入区形成于所述P阱区的中部，所述N+发射区环绕于所述P+注入区的外缘和所述P阱区之间，所述P+注入区连接所述发射极，所述P阱区连接所述栅氧区。