【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及igbt器件，特別涉及一種基于pmos管的igbt器件及制備該igbt器件的方法。
技術介紹
1、igbt是指絕緣門雙極型晶體管（insulated?gate?bipolar?transistor），這是一種半導體器件，它結合了場效應晶體管（fet）和雙極型晶體管（bjt）的優點。igbt的結構類似于一個mosfet和一個bjt的組合。在n型基板上有一個p+層，形成一個pnp結構，然后在其上構建了一個mosfet結構。igbt?器件通常應用于電機，變頻器，pfc等多種高壓大電流應用領域。igbt在電力電子和電機控制領域中起著至關重要的作用，它提供了高效的電力轉換和控制能力，特別是在高功率應用中。隨著技術的發展，igbt也在不斷改進，以提高其性能、減少開關損耗和增強耐熱性。igbt等半導體器件在工作過程中產生的電磁波可能對其他電子設備或系統造成干擾，即emi（電磁干擾）。這種干擾可以是傳導性（通過電線或電路傳導）或輻射性（通過空氣傳播）的。因而，控制和減少emi是一個重要的課題。在igbt領域中，emi（電磁干擾）較大會導致諸多缺陷，信號干擾、功率損耗增加、可靠性降低、電磁兼容性問題、噪聲、控制系統的干擾、電壓尖峰和過電壓等。而造成emi比較差的主要原因是在igbt開關過程中電流的急劇變化造成的，即di/dt（瞬時電流變化）過大造成的。因此，亟需對現有的igbt器件進行改進，以解決igbt開關過程中產生較大emi的問題。
技術實現思路
1、為了解決上述技術問題，本專利技
2、為此，一方面，本專利技術提供了一種基于pmos管的igbt器件，包括從下至上布置的p+注入層、n型襯底、第一絕緣層、第一導電層、第二絕緣層以及第二導電層，所述p+注入層上構造有igbt集電極，所述n型襯底上形成有n-漂移區，所述n-漂移區上形成有p型阱和n型阱，所述p型阱上和所述n型阱上各自形成有兩個n+區，所述第一導電層構造有第一導電部和第二導電部，所述第二導電層構造有igbt發射極、igbt門極、pmos漏極、pmos門極和pmos源極，所述igbt發射極穿過所述第二絕緣層與所述p型阱上的兩個n+區相連接，所述igbt門極與所述pmos漏極相連接且穿過所述第二絕緣層與所述第一導電部相連接，所述pmos漏極穿過所述第二絕緣層與所述n型阱上的一個n+區相連接，所述pmos門極穿過所述第二絕緣層與所述第二導電部相連接，所述pmos源極穿過所述第二絕緣層與所述n型阱上的另一個n+區相連接。
3、根據本專利技術的一個實施例，還包括形成在所述p+注入層與所述n-漂移區之間的fs層，所述fs層的厚度為0.2μm至2μm之間。
4、根據本專利技術的一個實施例，所述第一導電部形成在介于所述p型阱與所述n型阱之間的n-漂移區上表面上。
5、根據本專利技術的一個實施例，所述pmos漏極與所述igbt門極一體形成。
6、根據本專利技術的一個實施例，所述p+注入層的厚度為0.01μm至0.5μm之間，所述p型阱深度和所述n型阱的深度均為0.1μm至2μm之間，所述p型阱的深度為0.1μm至2μm之間，所述n型阱的深度為0.1μm至2μm之間，所述n+區的深度為50nm至200nm之間。
7、根據本專利技術的一個實施例，所述第一絕緣層和所述第二絕緣層均為二氧化硅材料構成，所述第一導電部和所述第二導電部均為多晶硅材料構成。
8、根據本專利技術的一個實施例，所述第一導電層的厚度為50nm至500nm之間，所述第一絕緣層的厚度為10nm至100nm之間。
9、另一方面，本專利技術提供了一種基于pmos管的igbt器件的制備方法，包括以下步驟：s1.提供n型襯底，在所述n型襯底上形成n-漂移區，在所述n-漂移區上形成p型阱和n型阱；s2.在n-漂移區上表面上淀積絕緣材料形成第一絕緣層，在所述第一絕緣層上淀積導電材料形成第一導電層，其中，第一導電層構造有第一導電部和第二導電部；s3.在所述p型阱上和所述n型阱上各自形成兩個n+區；s4.在所述n-漂移區上表面上淀積絕緣材料形成覆蓋所述第一導電層的第二絕緣層；s5.對所述第二絕緣層進行刻蝕，形成貫穿所述第二絕緣層的多個刻孔，其中，一部分刻孔分別延伸至p型阱的兩個n+區，一部分刻孔分別延伸至所述第一導電部和所述n型阱的一個n+區，一部分刻孔延伸至所述第二導電部，再有一部分刻孔延伸至所述n型阱的另一個n+區；s6.在所述第二絕緣層上淀積導電材料，使導電材料填充所述多個刻孔，形成igbt發射極、igbt門極、與所述igbt門極相連接的pmos漏極、pmos門極以及pmos源極；s7.在n型襯底下表面上形成p+注入層，并在p+注入層上形成igbt集電極，最終制備得到基于pmos管的igbt器件。
10、根據本專利技術的一個實施例，在所述步驟s2中，所述絕緣材料為二氧化硅、氮氧化硅、氮化鋁、氧化鉿中的一種，所述導電材料為多晶硅、鋁、銅、鎢、鈦、鉑中的一種或任意兩種或兩種以上。
11、根據本專利技術的一個實施例，在所述步驟s7中，在所述n型襯底下表面上形成fs層，再在所述fs層下表面上形成所述p+注入層。
12、與現有技術相比，本專利技術的有益效果如下：
13、當igbt開關過程中發生di/dt（瞬時電流變化）較大時，通過在igbt?驅動ic與igbt?門極之間設置pmos管，其閾值電壓設為4v左右。當igbt器件開關產生的di/dt較大時，igbt發射極雜散電感會產生壓降，該電壓會增大pmos的導通壓降，從而使得pmos本身的rdson（導通電阻）變大，而rdson變大會增加柵極驅動電阻，降低igbt驅動電流，使得igbt開通速度降低，di/dt從而降低以改善emi。
14、可以保障設備穩定運行，使電子系統更加穩定，延長產品壽命提高產品市場競爭力。
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1.一種基于PMOS管的IGBT器件，其特征在于：包括從下至上布置的P+注入層、N型襯底、第一絕緣層、第一導電層、第二絕緣層以及第二導電層，所述P+注入層上構造有IGBT集電極，所述N型襯底上形成有N-漂移區，所述N-漂移區上形成有P型阱和N型阱，所述P型阱上和所述N型阱上各自形成有兩個N+區，所述第一導電層構造有第一導電部和第二導電部，所述第二導電層構造有IGBT發射極、IGBT門極、PMOS漏極、PMOS門極和PMOS源極，所述IGBT發射極穿過所述第二絕緣層與所述P型阱上的兩個N+區相連接，所述IGBT門極與所述PMOS漏極相連接且穿過所述第二絕緣層與所述第一導電部相連接，所述PMOS漏極穿過所述第二絕緣層與所述N型阱上的一個N+區相連接，所述PMOS門極穿過所述第二絕緣層與所述第二導電部相連接，所述PMOS源極穿過所述第二絕緣層與所述N型阱上的另一個N+區相連接。
2.根據權利要求1所述的基于PMOS管的IGBT器件，其特征在于：還包括形成在所述P+注入層與所述N-漂移區之間的FS層，所述FS層的厚度為0.2μm至2μm之間。
3.根據權利要求1所
4.根據權利要求1所述的基于PMOS管的IGBT器件，其特征在于：所述PMOS漏極與所述IGBT門極一體形成。
5.根據權利要求1所述的基于PMOS管的IGBT器件，其特征在于：所述P+注入層的厚度為0.01μm至0.5μm之間，所述P型阱深度和所述N型阱的深度均為0.1μm至2μm之間。
6.根據權利要求1所述的基于PMOS管的IGBT器件，其特征在于：所述第一絕緣層和所述第二絕緣層均為二氧化硅材料構成，所述第一導電部和所述第二導電部均為多晶硅材料構成。
7.根據權利要求1所述的基于PMOS管的IGBT器件，其特征在于：所述第一導電層的厚度為50nm至500nm之間，所述第一絕緣層的厚度為10nm至100nm之間，所述P型阱的深度為0.1μm至2μm之間，所述N型阱的深度為0.1μm至2μm之間，所述N+區的深度為50nm至200nm之間。
8.一種基于PMOS管的IGBT器件的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于：在所述步驟S2中，所述絕緣材料為二氧化硅、氮氧化硅、氮化鋁、氧化鉿中的一種，所述導電材料為多晶硅、鋁、銅、鎢、鈦、鉑中的一種或任意兩種或兩種以上。
10.根據權利要求8所述的方法，其特征在于：在所述步驟S7中，在所述N型襯底下表面上形成FS層，再在所述FS層下表面上形成所述P+注入層。
...【技術特征摘要】
1.一種基于pmos管的igbt器件，其特征在于：包括從下至上布置的p+注入層、n型襯底、第一絕緣層、第一導電層、第二絕緣層以及第二導電層，所述p+注入層上構造有igbt集電極，所述n型襯底上形成有n-漂移區，所述n-漂移區上形成有p型阱和n型阱，所述p型阱上和所述n型阱上各自形成有兩個n+區，所述第一導電層構造有第一導電部和第二導電部，所述第二導電層構造有igbt發射極、igbt門極、pmos漏極、pmos門極和pmos源極，所述igbt發射極穿過所述第二絕緣層與所述p型阱上的兩個n+區相連接，所述igbt門極與所述pmos漏極相連接且穿過所述第二絕緣層與所述第一導電部相連接，所述pmos漏極穿過所述第二絕緣層與所述n型阱上的一個n+區相連接，所述pmos門極穿過所述第二絕緣層與所述第二導電部相連接，所述pmos源極穿過所述第二絕緣層與所述n型阱上的另一個n+區相連接。
2.根據權利要求1所述的基于pmos管的igbt器件，其特征在于：還包括形成在所述p+注入層與所述n-漂移區之間的fs層，所述fs層的厚度為0.2μm至2μm之間。
3.根據權利要求1所述的基于pmos管的igbt器件，其特征在于：所述第一導電部形成在介于所述p型阱與所述n型阱之間的n-漂移區上表面上。
4.根據權利要求1所述的基于pmos管的igbt器件...
【專利技術屬性】
技術研發人員：侯曉偉，羅杰馨，柴展，
申請(專利權)人：上海功成半導體科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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