智能功率模块及其制备方法和家电设备技术

本发明专利技术公开了一种智能功率模块及其制备方法和家电设备，智能功率模块包括功率器件、驱动控制模块和开关电源，其中，功率器件、驱动控制模块和开关电源进行芯片级集成，以形成一颗芯片，且采用SOI

【技术实现步骤摘要】
智能功率模块及其制备方法和家电设备


[0001]本专利技术涉及智能功率模块
，尤其涉及一种智能功率模块、一种家电设备和一种智能功率模块的制备方法。

技术介绍

[0002]目前，智能功率模块(IPM)封装通常包含多种芯片，这导致了一方面由于多种芯片通常是通过不同的设计及流片产出，步骤繁多，导致相关技术的智能功率模块的制作成本升高，同时，封装集成后的智能功率模块系统仍然过大，不利于实现电控系统小型化，另一方面，由于多芯片之间往往通过绑线连接，导致走线长，易受到寄生参数的干扰，影响智能功率模块系统的稳定性，使得智能功率模块性能大大降低。

技术实现思路

[0003]本专利技术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，本专利技术的第一个目的在于提出一种智能功率模块，采用SOI
‑
BCD工艺一次流片制成，实现了功率器件、驱动控制模块和开关电源的芯片级集成，能够降低智能功率模块的制造成本，满足智能功率模块的小型化需求，同时，提高智能功率模块的性能。
[0004]本专利技术的第二个目的在于提出一种家电设备。
[0005]本专利技术的第三个目的在于提出一种智能功率模块的制备方法。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术第一方面实施例提出的智能功率模块，包括功率器件、驱动控制模块和开关电源，其中，所述功率器件、所述驱动控制模块和所述开关电源进行芯片级集成，以形成一颗芯片，且采用SOI
‑
BCD工艺一次流片制成。
[0007]根据本专利技术实施例的智能功率模块，通过将功率器件、驱动控制模块和开关电源进行芯片级集成，以形成一颗芯片，且采用SOI
‑
BCD工艺一次流片制成，从而，降低了智能功率模块的制造成本，满足了智能功率模块的小型化需求，同时，减少了绑线和印刷的封装步骤，提升了智能功率模块性能。
[0008]另外，根据本专利技术上述实施例的智能功率模块，还可以具有如下的附加技术特征：
[0009]根据本专利技术的一个实施例，所述芯片中还集成有参考电源模块和检测及保护模块，其中，所述开关电源用于产生电源信号给所述驱动控制模块、所述参考电源模块和所述检测及保护模块，所述参考电源模块根据所述电源信号产生参考电源信号给所述驱动控制模块，所述驱动控制模块根据所述电源信号和所述参考电源信号产生驱动信号给所述功率器件，以驱动所述功率器件的开通或关断，所述检测及保护模块检测所述功率器件的工作状态，以生成保护信号给所述驱动控制模块，使得所述芯片停止工作。
[0010]根据本专利技术的一个实施例，所述驱动控制模块包括：控制单元，所述控制单元用于输出第一控制信号和第二控制信号；整流滤波单元，所述整流滤波单元用于根据所述参考电源信号分别对所述第一控制信号和第二控制信号进行整流滤波；高压侧驱动输出单元，所述高压侧驱动输出单元用于根据所述电源信号和整流滤波后的第一控制信号输出高压
驱动信号；低压侧驱动输出单元，所述低压侧驱动输出单元用于根据所述电源信号和整流滤波后的第二控制信号输出低压驱动信号。
[0011]根据本专利技术的一个实施例，所述检测及保护模块包括：欠压检测单元，所述欠压检测单元用于输出欠压保护信号；过压检测单元，所述过压检测单元用于输出过压保护信号；过温检测单元，所述过温检测单元用于输出过温保护信号；过流检测单元，所述过流检测单元用于输出过流保护信号；与非门单元，所述与非门单元根据所述欠压保护信号、过压保护信号、过温保护信号和过流保护信号输出所述保护信号给所述驱动控制模块。
[0012]根据本专利技术的一个实施例，所述功率器件采用垂直结构的MOS管。
[0013]根据本专利技术的一个实施例，在制备所述芯片时，形成N型硅衬底，并在所述N型硅衬底上进行氧化、部分刻蚀和硅外延，形成埋氧层；对所述埋氧层进行沟槽刻蚀，形成沟槽区；在所述沟槽区上沉积光刻胶，并进行刻蚀、离子注入和退火操作，形成深P阱；对沟槽表面和深P阱表面进行高温处理，形成氧化层；在所述氧化层上沉积多晶硅层；进行多次离子注入和退火操作，形成LDMOS区、VDMOS区和CMOS区；沉积光刻胶，并进行光刻和刻蚀，形成栅极。
[0014]根据本专利技术的一个实施例，所述沟槽区包括第一沟道和第二沟道，所述第一沟道位于所述LDMOS区与所述VDMOS区之间，所述第二沟道位于所述VDMOS区和所述CMOS区之间。
[0015]根据本专利技术的一个实施例，在形成LDMOS区、VDMOS区和CMOS区时，进行第一次离子注入和退火操作，形成P阱；进行第二次离子注入和退火操作，形成N+区；进行第三次离子注入和退火操作，形成所述LDMOS区的N阱；进行第四次离子注入和退火操作，形成所述LDMOS区的P阱；进行第五次离子注入和退火操作，形成所述LDMOS区的N+区；进行第六次离子注入和退火操作，形成所述CMOS区的P+区。
[0016]根据本专利技术的一个实施例，在形成LDMOS区、VDMOS区和CMOS区时，进行第一次离子注入和退火操作，形成P阱；进行第二次离子注入和退火操作，形成N+区；进行第三次离子注入和退火操作，形成所述CMOS区的P+区；进行第四次离子注入和退火操作，形成所述LDMOS区的N阱；进行第五次离子注入和退火操作，形成所述LDMOS区的P阱；进行第六次离子注入和退火操作，形成所述LDMOS区的N+区。
[0017]为达到上述目的，本专利技术第二方面实施例提出的家电设备，包括如第一方面实施例所述的智能功率模块。
[0018]根据本专利技术实施例的家电设备，通过采用上述智能功率模块，能够降低家电设备的制造成本，满足家电设备的小型化需求，同时，提升家电设备的性能。
[0019]为达到上述目的，本专利技术第三方面实施例提出了一种智能功率模块的制备方法，其中，所述智能功率模块包括功率器件、驱动控制模块和开关电源，所述功率器件、所述驱动控制模块和所述开关电源进行芯片级集成，以形成一颗芯片，所述制备方法包括：采用SOI
‑
BCD工艺一次流片制成所述芯片。
[0020]根据本专利技术实施例的智能功率模块的制备方法，采用SOI
‑
BCD工艺一次流片制成芯片，将功率器件、驱动控制模块和开关电源进行芯片级集成，从而，降低了智能功率模块的制造成本，满足了智能功率模块的小型化需求，同时，提高了智能功率模块的性能。
[0021]另外，根据本专利技术上述实施例的智能功率模块的制备方法，还可以具有如下的附加技术特征：
[0022]根据本专利技术的一个实施例，采用SOI
‑
BCD工艺一次流片制成所述芯片，包括：形成N
型硅衬底，并在所述N型硅衬底上进行氧化、部分刻蚀和硅外延，形成埋氧层；对所述埋氧层进行沟槽刻蚀，形成沟槽区；在所述沟槽区上沉积光刻胶，并进行刻蚀、离子注入和退火操作，形成深P阱；对沟槽表面和深P阱表面进行高温处理，形成氧化层；在所述氧化层上沉积多晶硅层；进行多次离子注入和退火操作，形成LDMOS区、VDMOS区和CMOS区；沉积光刻胶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能功率模块，包括功率器件、驱动控制模块和开关电源，其特征在于，所述功率器件、所述驱动控制模块和所述开关电源进行芯片级集成，以形成一颗芯片，且采用SOI
‑
BCD工艺一次流片制成。2.如权利要求1所述的智能功率模块，其特征在于，所述芯片中还集成有参考电源模块和检测及保护模块，其中，所述开关电源用于产生电源信号给所述驱动控制模块、所述参考电源模块和所述检测及保护模块，所述参考电源模块根据所述电源信号产生参考电源信号给所述驱动控制模块，所述驱动控制模块根据所述电源信号和所述参考电源信号产生驱动信号给所述功率器件，以驱动所述功率器件的开通或关断，所述检测及保护模块检测所述功率器件的工作状态，以生成保护信号给所述驱动控制模块，使得所述芯片停止工作。3.如权利要求2所述的智能功率模块，其特征在于，所述驱动控制模块包括：控制单元，所述控制单元用于输出第一控制信号和第二控制信号；整流滤波单元，所述整流滤波单元用于根据所述参考电源信号分别对所述第一控制信号和第二控制信号进行整流滤波；高压侧驱动输出单元，所述高压侧驱动输出单元用于根据所述电源信号和整流滤波后的第一控制信号输出高压驱动信号；低压侧驱动输出单元，所述低压侧驱动输出单元用于根据所述电源信号和整流滤波后的第二控制信号输出低压驱动信号。4.如权利要求2所述的智能功率模块，其特征在于，所述检测及保护模块包括：欠压检测单元，所述欠压检测单元用于输出欠压保护信号；过压检测单元，所述过压检测单元用于输出过压保护信号；过温检测单元，所述过温检测单元用于输出过温保护信号；过流检测单元，所述过流检测单元用于输出过流保护信号；与非门单元，所述与非门单元根据所述欠压保护信号、过压保护信号、过温保护信号和过流保护信号输出所述保护信号给所述驱动控制模块。5.如权利要求1
‑
4中任一项所述的智能功率模块，其特征在于，所述功率器件采用垂直结构的MOS管。6.如权利要求1
‑
4中任一项所述的智能功率模块，其特征在于，在制备所述芯片时，形成N型硅衬底，并在所述N型硅衬底上进行氧化、部分刻蚀和硅外延，形成埋氧层；对所述埋氧层进行沟槽刻蚀，形成沟槽区；在所述沟槽区上沉积光刻胶，并进行刻蚀、离子注入和退火操作，形成深P阱；对沟槽表面和深P阱表面进行高温处理，形成氧化层；在所述氧化层上沉积多晶硅层；进行多次离子注入和退火操作，形成LDMOS区、VDMOS区和CMOS区；沉积光刻胶，并进行光刻和刻蚀，形成栅极。7.如权利要求6所述的智能功率模块，其特征在于，所述沟槽区包括第一沟道和第二沟道，所述第一沟道位于所述LDMOS区与所述VDMOS区之间，所述第二沟道位于所述VDMOS区和所述CMOS区之间。8.如权利要求7所述的智能功率模块，其特征在于，在形成LDMOS区、VDMOS区和CMOS区时，
进行第一次光刻、离子注入和退火操作，形成P阱；进行第二次光刻、离子注入和退火操作，形成N+区；进行第三次光刻、离子注入和退火操作，形成所述LDMOS区的N阱；进行第四次光刻、离子注入和退火操作，形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘利书，
申请(专利权)人：美垦半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：