CN203521422U - 一种igbt的版图 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种IGBT的版图，属于大功率半导体器件技术领域。该版图包括有源区、Gatebus、终端区、栅PAD、源PAD和Gatefinger，有源区由并联的元胞构成，在有源区的外围有一周Gatebus，在Gatebus的外围一周有终端区,有源区内部有栅PAD，栅PAD位于IGBT的芯片中央、多个源PAD由Gatefinger间隔分布。本实用新型不仅保证了芯片各处传导的栅压基本均等，使电流分布均匀，器件参数一致性良好。同时，还大大减弱了电流集中产生的热集中现象，提高了器件可靠性，适用于大电流芯片及更便于封装。

Description

一种IGBT的版图

技术领域

本实用新型属于大功率半导体器件技术领域，特别涉及一种IGBT的版图。 

背景技术

绝缘栅双极晶体管IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是新型的大功率器件，它集MOSFET栅极电压控制特性和双极型晶体管低导通电阻特性于一身，改善了器件耐压和导通电阻相互牵制的情况，具有高电压、大电流、高频率、功率集成密度高、输入阻抗大、导通电阻小、开关损耗低等优点。在变频家电、工业控制、电动及混合动力汽车、新能源、智能电网等诸多领域获得了广泛的应用空间。 

IGBT在版图的实现上，是由并联的元胞构成的有源区101、有源区外围一圈的终端区102、栅PAD103、源PAD104（PAD即压焊点，在芯片表面钝化层上开的窗口，封装时在其上焊接金属丝，与管脚相连，引出电位）等构成，如图1所示，除了元胞和终端结构设计对IGBT器件性能有十分重要的影响外，IGBT版图，如栅PAD、源PAD的位置、排列方式、是否采用Gatefinger、元胞和终端衔接，拐角的处理等等，对于器件参数、良率及可靠性有着至关重要的影响，尤其对于3300V及以上的高压IGBT，显得更为重要。 

目前高压IGBT通常采用的版图如图2所示，包括由元胞并联形成的有源区201和有源区外围一圈的终端区202。在有源区201里面，栅PAD203可位于右上角或者左下角，源PAD204位于除栅PAD外的大部分区域。这样的版图优点在于源PAD较大，减弱电流集中效应，同时便于封装；但是缺点在于，对大电流芯片来说，芯片面积较大，通常IGBT的栅极材料是采用多晶硅制作的，具有较大的栅极串联电阻，由于这些栅极串联电阻的存在， 在一定的栅极偏压下，距离栅PAD较远的元胞不一定完全有效开启或者说距离栅PAD较远的元胞和距离栅PAD较近的元胞开启电压不同。如果不能充分开启，就会造成器件开启电压过高，电流分布不均匀等问题。对于大电流IGBT，芯片面积较大，若采用这种版图，那么这种由开启不充分而导致器件开启电压过高，电流分布不均匀，进而器件参数和可靠性的问题会更加突出。 

为了解决上述问题，出现了另外一种IGBT的版图结构，如图3所示。该结构由并联的元胞构成的有源区301、有源区外围一圈的终端区302构成。在有源区301内有位于芯片一端的栅PAD303、芯片中央的源PAD304，以及将栅极电位引到离栅PAD较远处的Gatefinger305（Gatefinger：为了降低多晶硅栅极串联电阻，通常用多晶硅及金属将栅极电位引到离栅PAD较远处的有源区，形成叉指状的一种结构）。这样的版图由于引进了Gatefinger，解决了元胞开启不充分而导致的电流分布不均匀的问题，但是只有一个源PAD，可能产生电流集中，进而导致热集中，影响器件的可靠性；同时不适用于大电流芯片和封装。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种IGBT的版图，解决了现有技术中电流分布不均匀、导热集中及大电流芯片封装的技术问题。 

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种IGBT的版图，包括有源区、Gatebus、终端区、栅PAD、源PAD和Gatefinger，所述有源区由并联的元胞构成，在所述有源区的外围有一周所述Gatebus，在所述Gatebus的外围一周有所述终端区,所述有源区内部有所述栅PAD，所述栅PAD位于IGBT的芯片中央、多个所述源PAD由所述Gatefinger间隔分布。 

进一步地，多个所述源PAD的尺寸相等。 

进一步地，所述源PAD的个数为8。 

进一步地，所述Gatefinger呈“丰”字结构。 

进一步地，所述Gatefinger与所述Gatebus相连。 

本实用新型提供的一种IGBT的版图，保证了芯片各处传导的栅压基本均等，使电流分布均匀，器件参数一致性良好。同时，大大减弱了电流集中产生的热集中现象，提高器件可靠性，适用于大电流芯片及更便于封装。 

附图说明

图1为现有技术提供的一种IGBT版图结构示意图； 

图2为现有技术提供的另外一种IGBT版图结构示意图； 

图3为现有技术还提供的一种IGBT版图结构示意图； 

图4为本实用新型实施例提供的一种IGBT版图结构示意图。 

具体实施方式

名词解释： 

IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）：绝缘栅双极晶体管 

PAD：即压焊点，在芯片表面钝化层上开的窗口，封装时在其上焊接金属丝，与管脚相连，引出电位。 

Gatebus：为了降低多晶硅栅极串联电阻，通常用多晶硅及金属将栅极电位引到离栅PAD较远处，一般位于芯片有源区外侧一圈。 

Gatefinger：为了降低多晶硅栅极串联电阻，通常用多晶硅及金属将栅极电位引到离栅PAD较远处的有源区，形成叉指状的一种结构。 

参见图4，本实用新型实施例提供的一种IGBT版图，包括有源区401、Gatebus406、终端区402、栅PAD403、源PAD404和Gatefinger405，有源区401由并联的元胞构成，在有源区401的外围有一周Gatebus406，在Gatebus406的外围一周有终端区402,有源区401内部有栅PAD403，栅PAD403位于IGBT的芯片中央、多个源PAD404由Gatefinger405间隔分布。 

其中，多个源PAD404的尺寸相等，源PAD404的个数为8。 

其中，Gatefinger405呈“丰”字结构。 

另外，在实用新型实施例中，Gatefinger还可以与Gatebus相连。 

有源区内部“丰”字形的Gatefinger将芯片有源区分成面积均等的8个区域，栅电位由Gatefinger和Gatebus引出，这样保证了芯片各处传导的栅压基本均等，使电流分布均匀，器件参数一致性良好。同时采用8个源PAD，源金属相连，大大减弱了电流集中产生的热集中现象，提高器件可靠性的同时，适用于大电流芯片及更便于封装。 

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。 

Claims (5)

1.一种IGBT的版图，其特征在于，包括有源区、Gatebus、终端区、栅PAD、源PAD和Gatefinger，所述有源区由并联的元胞构成，在所述有源区的外围有一周所述Gatebus，在所述Gatebus的外围一周有所述终端区,所述有源区内部有所述栅PAD，所述栅PAD位于IGBT的芯片中央、多个所述源PAD由所述Gatefinger间隔分布。 

2.根据权利要求1所述的版图，其特征在于，多个所述源PAD的尺寸相等。 

3.根据权利要求2所述的版图，其特征在于，所述源PAD的个数为8。 

4.根据权利要求1所述的版图，其特征在于，所述Gatefinger呈“丰”字结构。 

5.根据权利要求4所述的版图，其特征在于，所述Gatefinger与所述Gatebus相连。 

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