一种集成温度传感结构的IGBT芯片的制作方法

本发明涉及igbt芯片，具体涉及一种集成温度传感结构的igbt芯片。

背景技术：

1、在电力电子领域中，igbt(绝缘栅双极型晶体管)是一种非常重要的半导体器件。igbt具有高电压、大电流和易于控制等优点，被广泛应用于电机控制、直流电源、变频器等领域。然而，igbt在实际应用中面临的一个重要问题就是结温过高，这会导致器件性能下降甚至损坏，现有技术中为了对igbt的结温进行检测，一般采用将热敏电阻或热电偶等测温元器件置于igbt内部，通过直接接触或导热硅脂等材料接触igbt芯片表面，测量结温，该方法的优点是操作简单，可直接读取温度值，但缺点是无法实现实时监测，且由存在热阻大以及响应速度慢，测出的温度数据往往误差较大。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种集成温度传感结构的igbt芯片，对元胞区设置测温带，并设置温度传感栅条与igbt芯片形成一体式的结构，在igbt芯片工作过程中检测温度能实现快速响应且检测结果精确的效果。

2、鉴于上述问题，本发明提出的技术方案是：

3、一种集成温度传感结构的igbt芯片，包括栅极和元胞，在所述元胞的上方设置有发射极，多个呈矩形阵列分布的元胞形成元胞区，若干个呈矩形阵列分布的所述元胞区分布在所述igbt芯片上，相邻的所述元胞区之间的间隙形成测温带，在所述测温带内部设置有隔离衬底a，在所述隔离衬底a的上方设置有温度传感栅条，所述温度传感栅条的两端上分别设置有栅条压焊点a和栅条压焊点b。

4、为了更好的实现本发明技术方案，还采用了如下技术措施。

5、进一步的，所述隔离衬底a填充设置在所述测温带内，且所述隔离衬底a不与所述元胞区接触。

6、进一步的，所述温度传感栅条设置在所述隔离衬底a的范围。

7、进一步的，所述温度传感栅条在所述隔离衬底a的范围内往复弯折布置并覆盖所述隔离衬底a区域，所述温度传感栅条在弯折过程中不与自身其他部位接触，所述温度传感栅条的两端位于同一区域。

8、进一步的，所述温度传感栅条由p型半导体和n型半导体衔接形成p-n结构，所述栅条压焊点a和所述栅条压焊点b分别设置在p型半导体和n型半导体上。

9、进一步的，所述温度传感栅条在弯折过程中形成一个隔离间隙，在该隔离间隙内部设置有隔离衬底b。

10、进一步的，所述隔离衬底a和所述隔离衬底b的材料为氮化硅。

11、进一步的，在所述元胞区的外围环绕设置有栅极。

12、进一步的，所述栅极上设置有若干个均匀分布的栅极压焊点。

13、相对于现有技术而言，本发明的有益效果是：温度传感栅条往复弯折布置在元胞区之间的测温带处，在igbt芯片工作过程中温度传感栅条可对igbt芯片的结温进行快速响应，且由于温度传感栅条与igbt芯片是一体式的结构，igbt芯片与温度传感栅条之间的热阻小，测出的温度数据误差较小，提升了对igbt芯片结温的检测精度，另一方面，环绕设置的栅极以及均匀分布的栅极压焊点可尽量保持各个元胞区同步接收的外电路的栅极信号，提升了器件的开关动作一致，减少局部过热现象，进一步的提升了温度传感栅条检测温度的精确性。

14、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

技术特征：

1.一种集成温度传感结构的igbt芯片，包括栅极(1)和元胞(3)，在所述元胞(3)的上方设置有发射极(2)，其特征在于，多个呈矩形阵列分布的元胞(3)形成元胞区，若干个呈矩形阵列分布的所述元胞区分布在所述igbt芯片上，相邻的所述元胞区之间的间隙形成测温带(10)，在所述测温带(10)内部设置有隔离衬底a(4)，在所述隔离衬底a(4)的上方设置有温度传感栅条(6)，所述温度传感栅条(6)的两端上分别设置有栅条压焊点a(7)和栅条压焊点b(8)。

2.根据权利要求1所述的一种集成温度传感结构的igbt芯片，其特征在于：所述隔离衬底a(4)填充设置在所述测温带(10)内，且所述隔离衬底a(4)不与所述元胞区接触。

3.根据权利要求2所述的一种集成温度传感结构的igbt芯片，其特征在于：所述温度传感栅条(6)设置在所述隔离衬底a(4)的范围。

4.根据权利要求3所述的一种集成温度传感结构的igbt芯片，其特征在于：所述温度传感栅条(6)在所述隔离衬底a(4)的范围内往复弯折布置并覆盖所述隔离衬底a(4)区域，所述温度传感栅条(6)在弯折过程中不与自身其他部位接触，所述温度传感栅条(6)的两端位于同一区域。

5.根据权利要求1所述的一种集成温度传感结构的igbt芯片，其特征在于：所述温度传感栅条(6)由p型半导体和n型半导体衔接形成p-n结构，所述栅条压焊点a(7)和所述栅条压焊点b(8)分别设置在p型半导体和n型半导体上。

6.根据权利要求4所述的一种集成温度传感结构的igbt芯片，其特征在于：所述温度传感栅条(6)在弯折过程中形成一个隔离间隙，在该隔离间隙内部设置有隔离衬底b(5)，所述隔离衬底a(4)和所述隔离衬底b(5)的材料为氮化硅。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种集成温度传感结构的igbt芯片，其特征在于：在所述元胞区的外围环绕设置有栅极(1)，所述栅极(1)上设置有若干个均匀分布的栅极压焊点(9)。

技术总结
本发明提供了一种集成温度传感结构的IGBT芯片，涉及IGBT芯片技术领域，包括栅极和元胞，在元胞的上方设置有发射极，多个元胞形成元胞区分布在IGBT芯片上，相邻的元胞区具有测温带，在测温带内部设置有隔离衬底a，在隔离衬底a的上方设置有温度传感栅条，温度传感栅条的两端上分别设置有栅条压焊点a和栅条压焊点b，温度传感栅条往复弯折布置在元胞区之间的测温带处，在IGBT芯片工作过程中温度传感栅条可对IGBT芯片的结温进行快速响应，且由于温度传感栅条与IGBT芯片是一体式的结构，IGBT芯片与温度传感栅条之间的热阻小，测出的温度数据误差较小，提升了对IGBT芯片结温的检测精度。

技术研发人员：王丕龙,王新强,杨玉珍
受保护的技术使用者：青岛佳恩半导体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15