集成驱动电路的IGBT结构和智能功率模块的制作方法

本发明涉及半导体，尤其涉及一种集成驱动电路的igbt结构和一种智能功率模块。

背景技术：

1、igbt(insulated gate bipolar transistor，绝缘栅双极型晶体管)是由双极型晶体管和绝缘栅型场效应管组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有绝缘栅型场效应管的高输入阻抗和双极型晶体管的低导通压降两方面的优点，由于igbt具有驱动功率小而饱和压降低的优点，目前igbt作为一种新型的电力电子器件被广泛应用到各个领域。

2、igbt在使用过程中，需要驱动芯片对其进行驱动，具体是将驱动芯片中驱动信号输出端与igbt中的栅极区域进行连接。相关技术中，往往是将igbt与驱动芯片分立设置的，所以容易导致封装晶圆数量较多，封装所需尺寸较大，驱动回路寄生电感较高，开关效率较低的弊端。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种集成驱动电路的igbt结构，能够节省igbt结构上与驱动电路连接的栅极区域，减小集成芯片的面积和封装晶圆的数量，同时减少了连接线的数量及长度，提高了igbt的封装效率，大幅度降低了驱动回路中的寄生电感，提高了igbt的工作效率。

2、本发明的第二个目的在于提出一种智能功率模块。

3、为达上述目的，本发明第一方面示例提出了一种集成驱动电路的igbt结构，该igbt结构包括衬底以及形成在所述衬底中的有源区和终端区，其中，所述终端区环绕所述有源区设置，且包括主结和多个场限环，所述多个场限环依次地同心环绕所述主结，所述驱动电路设置在所述主结中。

4、本发明示例中集成驱动电路的igbt结构中，终端区包括有主结和多个场限环，其中，场限环依次环绕着主结，该示例将驱动电路设置在主结中。由此，能够节省igbt结构上与驱动电路连接的栅极区域，减小集成芯片的面积和封装晶圆的数量，同时减少了连接线的数量及长度，提高了igbt的封装效率，大幅度降低了驱动回路中的寄生电感，提高了igbt的工作效率。

5、在本发明的一些示例中，所述主结中形成有p阱区和n阱区，其中，所述驱动电路的至少部分设置在所述n阱区，所述p阱区的p+结构连接igbt的发射极。

6、在本发明的一些示例中，所述驱动电路全部设置在所述n阱区。

7、在本发明的一些示例中，所述驱动电路的供电电压端连接所述n阱区的n+结构，所述驱动电路的接地端连接在所述n阱区内形成的p+结构，且所述n阱区内形成的p+结构与所述igbt的发射极相连。

8、在本发明的一些示例中，所述n阱区内形成有子p阱区，所述n阱区内形成的p+结构位于所述子p阱区。

9、在本发明的一些示例中，所述驱动电路的一部分设置在所述n阱区，所述驱动电路的另一部分设置在所述p阱区。

10、在本发明的一些示例中，所述驱动电路的供电电压端连接所述n阱区的n+结构，所述驱动电路的接地端连接所述p阱区的p+结构。

11、在本发明的一些示例中，所述n阱区的边缘与所述主结的边缘之间保持第一预设距离。

12、在本发明的一些示例中，所述第一预设距离为3微米至30微米。

13、为达上述目的，本发明第二方面示例提出了一种智能功率模块，包括上述示例所述的集成驱动电路的igbt结构。

14、本示例中的智能功率模块通过上述示例中集成驱动电路的igbt结构，能够节省igbt结构上与驱动电路连接的栅极区域，减小集成芯片的面积和封装晶圆的数量，同时减少了连接线的数量及长度，提高了igbt的封装效率，大幅度降低了驱动回路中的寄生电感，提高了igbt的工作效率。

15、本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种集成驱动电路的igbt结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的igbt结构，其特征在于，所述主结中形成有p阱区和n阱区，其中，所述驱动电路的至少部分设置在所述n阱区，所述p阱区的p+结构连接igbt的发射极。

3.根据权利要求2所述的igbt结构，其特征在于，所述驱动电路全部设置在所述n阱区。

4.根据权利要求3所述的igbt结构，其特征在于，所述驱动电路的供电电压端连接所述n阱区的n+结构，所述驱动电路的接地端连接在所述n阱区内形成的p+结构，且所述n阱区内形成的p+结构与所述igbt的发射极相连。

5.根据权利要求4所述的igbt结构，其特征在于，所述n阱区内形成有子p阱区，所述n阱区内形成的p+结构位于所述子p阱区。

6.根据权利要求2所述的igbt结构，其特征在于，所述驱动电路的一部分设置在所述n阱区，所述驱动电路的另一部分设置在所述p阱区。

7.根据权利要求6所述的igbt结构，其特征在于，所述驱动电路的供电电压端连接所述n阱区的n+结构，所述驱动电路的接地端连接所述p阱区的p+结构。

8.根据权利要求2-7中任一项所述的igbt结构，其特征在于，所述n阱区的边缘与所述主结的边缘之间保持第一预设距离。

9.根据权利要求8所述的igbt结构，其特征在于，所述第一预设距离为3微米至30微米。

10.一种智能功率模块，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的集成驱动电路的igbt结构。

技术总结
本发明公开了一种集成驱动电路的IGBT结构和智能功率模块，其中，集成驱动电路的IGBT结构包括衬底以及形成在衬底中的有源区和终端区，其中，终端区环绕有源区设置，且包括主结和多个场限环，多个场限环依次地同心环绕主结，驱动电路设置在主结中。由此，本发明的实施例能够节省IGBT结构上与驱动电路连接的栅极区域，减小集成芯片的面积和封装晶圆的数量，同时减少了连接线的数量及长度，提高了IGBT的封装效率，大幅度降低了驱动回路中的寄生电感，提高了IGBT的工作效率。

技术研发人员：兰昊,苏宇泉
受保护的技术使用者：美垦半导体技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13