BJL131-107一種集成可變柵電阻柵極結(jié)構(gòu)--初稿

1、說明書摘要本發(fā)明屬于半導(dǎo)體場控自關(guān)斷器技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種集成可變柵電阻柵極結(jié)構(gòu)，包括：柵極壓焊點(diǎn)、柵極總線、有效多晶硅電阻電阻以及，備用多晶硅電阻以及測試壓焊點(diǎn)； 所述柵極總線環(huán)繞在所述柵極壓焊點(diǎn)外圍;所述有效多晶硅電阻連接在所述柵極總線和所述柵極壓焊點(diǎn)之間；所述備5 用多晶硅電阻置于所述柵極總線和所述柵極壓焊點(diǎn)之間，與所述柵極總線相連；所述測試壓焊點(diǎn)與所述柵極總線相連。本發(fā)明通過在柵極壓焊點(diǎn)和柵極總線之間 集成連接多個(gè)多晶硅電阻實(shí)現(xiàn)柵極的保護(hù)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)靈活的柵極電阻調(diào)節(jié)。11權(quán)利要求書1、一種集成可變柵電阻柵極結(jié)構(gòu) ，包括：柵極壓焊點(diǎn)和柵極總線；其 特征在于，還包括：有效多晶硅電阻 電阻以

2、及備用多晶硅電阻；所述柵極 總線環(huán)繞在所述柵極壓焊點(diǎn)外圍；所述有效多晶硅電阻連接在所述柵極總 線和所述柵極壓焊點(diǎn)之間；所述備用多晶硅電阻置于所述柵極總線和所述 柵極壓焊點(diǎn)之間，與所述柵極總線相連。2、如權(quán)利要求1所述的集成可變柵電阻柵極結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述 有效多晶硅電阻的數(shù)量至少為兩個(gè)。3、如權(quán)利要求2所述的集成可變柵電阻柵極結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述10備用多晶硅電阻的數(shù)量至少為兩個(gè)。4、如權(quán)利要求13任一項(xiàng)所述集成可變柵電阻柵極結(jié)構(gòu)，其特征在 于：所述有效多晶硅電阻和備用多晶硅電阻均為方阻5、如權(quán)利要求4所述的集成可變柵電阻柵極結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述有效多晶硅電阻和備用多晶硅電阻的邊長范圍

3、為10um200um。156、如權(quán)利要求1所述的集成可變柵電阻柵極結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包 括：測試壓焊點(diǎn)；所述測試壓焊點(diǎn)與所述柵極總線相連。1說明書種集成可變柵電阻柵極結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及半導(dǎo)體場控自關(guān)斷器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種集成可變柵電阻柵極結(jié)構(gòu)。背景技術(shù)IGBT器件（Insulated Gate Bipolar Transistor）,絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT（雙極型三極管）和MOS（絕緣柵型場效應(yīng)管）組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式10功率半導(dǎo)體器件，兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅(qū)動(dòng)電流較大；MOSFET驅(qū)動(dòng)功率很小，

4、開關(guān)速度快，但導(dǎo)通壓降大，載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)功率小而飽和壓降低。非常適合應(yīng)用于直流電壓為 600V及以上的變流系統(tǒng)如交流電機(jī)、變頻器、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動(dòng)等領(lǐng)域15IGBT在使用時(shí)，需要配置柵級(jí)電阻。柵極電阻 Rg有以下作用:消除柵極振蕩， 絕緣柵器件（IGBT、MOSFET）的柵射（或柵源）極之間是容性結(jié)構(gòu)，柵極回路的寄生電感又是不可避免的，如果沒有柵極電阻，那柵極回路在驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)脈沖的激勵(lì)下要產(chǎn)生很強(qiáng)的振蕩，因此必須串聯(lián)一個(gè)電阻加以迅速衰減;20轉(zhuǎn)移驅(qū)動(dòng)器的功率損耗，電容電感都是無功元件，如果沒有柵極電阻,1說明書10驅(qū)動(dòng)功率就將絕大部分消耗在驅(qū)動(dòng)器

5、內(nèi)部的輸出管上，使其溫度上升很多;調(diào)節(jié)功率開關(guān)器件的通斷速度，柵極電阻小，開關(guān)器件通斷快，開關(guān)損 耗?。环粗畡t慢，同時(shí)開關(guān)損耗大。但驅(qū)動(dòng)速度過快將使開關(guān)器件的電壓和 電流變化率大大提高，從而產(chǎn)生較大的干擾，嚴(yán)重的將使整個(gè)裝置無法工作, 因此必須統(tǒng)籌兼顧。參見圖1現(xiàn)有技術(shù)方案中，根據(jù)柵極的固有結(jié)構(gòu)，一般在外電路接?xùn)烹?阻來實(shí)現(xiàn)對(duì)柵極的保護(hù)，或集成固定的柵電阻。外接?xùn)烹娮钃p壞或者由于疏 忽未能加上，或者阻值過小，器件運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生大的尖峰電流，從而損 壞器件；集成固定柵電阻，阻值不可變，無法根據(jù)需要靈活掌握。3發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種提升柵極電阻連接可靠性以及 調(diào)節(jié)靈活性的柵電

6、極結(jié)構(gòu)。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種集成可變柵電阻柵極結(jié)構(gòu)15包括：柵極壓焊點(diǎn)和柵極總線；還包括：有效多晶硅電阻電阻以及備用多晶硅電阻；所述柵極總線環(huán)繞在所述柵極壓焊點(diǎn)外圍；所述有效多晶硅電 阻連接在所述柵極總線和所述柵極壓焊點(diǎn)之間；所述備用多晶硅電阻置于 所述柵極總線和所述柵極壓焊點(diǎn)之間，與所述柵極總線相連。進(jìn)一步地，所述有效多晶硅電阻的數(shù)量至少為兩個(gè)。20進(jìn)一步地，所述備用多晶硅電阻的數(shù)量至少為兩個(gè)。進(jìn)一步地,所述有效多晶硅電阻和備用多晶硅電阻均為方阻。進(jìn)一步地,所述有效多晶硅電阻和備用多晶硅電阻的邊長范圍為10um200um。進(jìn)一步地,所述集成可變柵電阻柵極結(jié)構(gòu)還包括：測試壓焊點(diǎn)

7、；所述測試壓焊點(diǎn)與所述柵極總線相連。本發(fā)明提供的集成可變柵電阻柵極結(jié)構(gòu)通過在柵電極結(jié)構(gòu)中，固有的柵極總線和柵極壓焊點(diǎn)之間集成設(shè)置連接有效多晶硅電阻，在起到保護(hù)柵電極的作用的同時(shí)，提升柵極電阻接入的可靠性；通過設(shè)置備用多晶硅電10阻，根據(jù)需要通過 淹沒改變光刻掩膜版的方式將備用多晶硅電阻連接在柵極總線和柵極壓焊點(diǎn)之間，調(diào)節(jié)柵極電阻，從而提升柵極電阻的調(diào)節(jié)靈活性，以提升其適應(yīng)性。附圖說明15圖1為本發(fā)明提供的現(xiàn)有的柵極結(jié)構(gòu)示意圖;圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的集成可變柵電阻柵極結(jié)構(gòu);其中，1-柵極總線，2-有效多晶硅電阻，3-備用多晶硅電阻。具體實(shí)施方式20參見圖2,本發(fā)明實(shí)施例提供的一種集成可變柵電阻

8、柵極結(jié)構(gòu)，通過 集成柵極電阻的方式形成穩(wěn)定的電阻連接，提升柵極電阻接入的可靠性;說明書同時(shí)備用柵極電阻提升了柵極電阻調(diào)節(jié)的靈活性。集成可變柵電阻柵極結(jié)構(gòu)包括：柵極總線1、柵極壓焊點(diǎn)、有效多晶 硅電阻2以及備用多晶硅電阻 3;柵極總線1環(huán)繞在柵極壓焊點(diǎn)外圍；有 效多晶硅電阻2連接在柵極總線1和柵極壓焊點(diǎn)之間，從而在柵電極上形 成柵極電阻的集成接入結(jié)構(gòu)，形成可靠的柵極電阻連接；備用多晶硅電阻 3置于柵極總線1和柵極壓焊點(diǎn)之間，與柵極總線 1相連，根據(jù)用途需要,通過改變掩膜版光刻圖形的方式將備用多晶硅電阻3與柵極壓焊點(diǎn)連接,從而將備用多晶硅電阻 3接入柵極，與有效多晶硅電阻2并聯(lián)，從而起到調(diào)節(jié)柵極電

9、阻的目的；根據(jù)實(shí)際需要選擇接入的備用多晶硅電阻3的數(shù)量,10從而形成較高的調(diào)節(jié)精度和調(diào)節(jié)范圍。5有效多晶硅電阻1初始集成接入柵電極，形成初始柵極電阻，為了避免電阻故障導(dǎo)致柵極安全事故，優(yōu)選的有效多晶硅電阻2的數(shù)量至少為兩個(gè)。15作為調(diào)節(jié)柵極電阻的主要媒介，備用多晶硅電阻3與有效多晶硅電阻 2并聯(lián)連接在柵極總線1和柵極壓焊點(diǎn)之間，起到調(diào)節(jié)柵極電阻的作用。鑒于并聯(lián)連接電阻的等效關(guān)系，備用多晶硅電阻3的數(shù)量越多時(shí)，柵極電阻的調(diào)節(jié)精度就越高，優(yōu)選的，備用多晶硅電阻3的數(shù)量至少為兩個(gè)。有效多晶硅電阻2和備用多晶硅電阻3均為方阻（不一定是方阻，長方形電阻也可以），邊長范圍10um200um。根據(jù)實(shí)際需要，

10、有效多晶硅 電阻2和備用多晶硅電阻3還可以使其他形狀，例如圓形或者多邊形。集成可變柵電阻柵極結(jié)構(gòu)還包括：測試壓焊點(diǎn)；測試壓焊點(diǎn)與柵極總 線相連；從而方便柵極電阻的大小的檢測。本發(fā)明提供的集成可變柵電阻柵極結(jié)構(gòu)通過在柵電極結(jié)構(gòu)中，固有的柵 極總線和柵極壓焊點(diǎn)之間集成設(shè)置連接有效多晶硅電阻，在起到保護(hù)柵電極 的作用的同時(shí)，提升柵極電阻接入的可靠性；通過設(shè)置備用多晶硅電阻，根 據(jù)需要通過淹沒改變掩膜版光刻圖形的方式將備用多晶硅電阻連接在柵極總 線和柵極壓焊點(diǎn)之間，調(diào)節(jié)柵極電阻，從而提升柵極電阻的調(diào)節(jié)靈活性，以 提升其適應(yīng)性。通過設(shè)置多個(gè)有效多晶硅電阻 提升降低柵極電阻低于發(fā)生故障的能力可能性，通過設(shè)置多個(gè)備用多晶硅電阻提升柵極電阻的調(diào)節(jié)精度;10通過設(shè)置測試壓焊點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)柵極電