一种双栅极结构的SIC芯片制造技术

技术编号:41149436 阅读:8 留言:0更新日期:2024-04-30 18:16
本技术提供了一种双栅极结构的SIC芯片,属于SIC芯片技术领域,该双栅极结构的SIC芯片包括长条形的基岛,基岛的正表面上键合有MOSFET裸芯;MOSFET裸芯包括硅基体,硅基体的上下分别相对设置第一表面和第二表面;第一表面上设置有源极、栅极G1、栅极G2,第二表面上设置有漏极,漏极键合于基岛的正表面上,其中,硅基体的掺杂类型为N型或P型。MOSFET裸芯沿从第二表面到第一表面的方向依次层叠有漏极、硅基体、栅极氧化物层、绝缘层。基岛上还设置有与漏极连接的延伸漏极。能够解决现有技术中的SIC芯片采用单一栅极G控制漏极D和源极S,这种结构存在栅极控制能力有限、易产生热失配效应等问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于sic芯片,具体而言,涉及一种双栅极结构的sic芯片。


技术介绍

1、随着科学技术的发展,对半导体器件的性能要求越来越高,其中硅基功率器件一直是各类半导体器件中发展最快、应用最广的一类器件。这类器件广泛应用于工业电源、汽车电子、高速铁路牵引、新能源发电等领域。针对不同应用需求开发出的器件类型也越来越丰富,从早期的二极管、晶体三极管,发展到后来的igbt、mos管、thyristor等功率半导体器件。其中,igbt具有mos管的高输入阻抗、低导通损耗和bjt的大电流密度的优点,可以在大功率、高频领域中发挥重要作用,被誉为“理想开关”器件。随着功率半导体器件的不断推陈出新,一种新型半导体材料——碳化硅(sic)也逐渐受到关注。相较于传统硅基材料,sic材料具有更宽的能隙、更高的热导率、更大的电子饱和速度等突出优点。应用sic制作功率器件可以大幅提高器件的功率密度、工作温度范围、开关速度等性能。但是当前的sic芯片往往都是单栅极结构,这种sic芯片采用单一栅极g控制漏极d和源极s,这种结构存在栅极控制能力有限、易产生热失配效应等问题。


技术实现思路

1、有鉴于此,本技术提供一种一种双栅极结构的sic芯片,能够解决现有技术中的sic芯片采用单一栅极g控制漏极d和源极s,这种结构存在栅极控制能力有限、易产生热失配效应等问题。

2、本技术是这样实现的:

3、本技术提供一种双栅极结构的sic芯片,其中,包括长条形的基岛,所述基岛的正表面上键合有mosfet裸芯;所述mosfet裸芯包括硅基体,所述硅基体的上下分别相对设置第一表面和第二表面;所述第一表面上设置有源极、栅极g1、栅极g2,所述第二表面上设置有漏极,所述漏极键合于所述基岛的正表面上,其中,所述硅基体的掺杂类型为n型或p型。

4、在上述技术方案的基础上,本技术的一种双栅极结构的sic芯片还可以做如下改进:

5、其中,所述基岛上还设置有与所述漏极连接的延伸漏极。

6、其中,所述mosfet裸芯沿从所述第二表面到所述第一表面的方向依次层叠有漏极、硅基体、栅极氧化物层、绝缘层。

7、进一步的,所述栅极氧化物层对应源极和栅极g1、栅极g2的位置在所述硅基体上分别形成源极通孔和栅极g1通孔、栅极g2通孔。

8、进一步的,所述源极通孔内填充有金属材料形成源极,所述栅极g1通孔、栅极g2通孔内填充有金属材料分别形成栅极g1、栅极g2,其中,所述金属材料的选取与所述硅基体的掺杂类型相匹配。

9、进一步的,所述基岛的材质为硅。

10、进一步的,所述源极、栅极g1和栅极g2的材质均为金属。

11、进一步的,还包括设置在所述mosfet裸芯与所述基岛之间的绝缘胶层。

12、进一步的,所述第一表面上还设置有与所述源极、栅极g1及栅极g2电连接的金属互连。

13、其中,所述mosfet裸芯的封装形式为塑料封装或陶瓷封装。

14、与现有技术相比较,本技术提供的一种双栅极结构的sic芯片的有益效果是:

15、1.实现了双栅极的低导通损耗

16、本技术采用双栅极结构,设置了栅极g1和栅极g2分别控制源极s和漏极d,相较于传统单栅极结构,可以更有效地抑制寄生晶体管效应,降低栅极的电阻,从而减小igbt器件的导通损耗,提高其导通状态下的工作效率。双栅极结构实现了对漏极电流的更精确控制,增强了栅极的控制能力,有效降低了igbt器件的饱和电压,使其在导通状态下功耗更低。

17、2.改善热稳定性,增强过载能力

18、由于双栅极结构可以抑制热失配效应的产生,使器件在较高温度下能够保持更好的电学特性,从而改善igbt的热稳定性,增强其过载能力。相较单栅极结构更易产生热失配导致拉断,双栅极结构可以使器件在严苛的过载环境下运行时仍保持良好的控制性和稳定性。这对于要求igbt能够承受较大过载的应用场景具有重要意义。

19、3.降低导通压降,增强导通态性能

20、双栅极结构可以有效减小igbt的开启电压,使其在导通状态下的压降更低。这将大幅度增强igbt器件的导通态性能,使其可以在更低压降的条件下进行大电流导通,扩大其适用范围。降低的导通压降也意味着导通过程中的开关损耗更小。

21、综上所述,本技术的技术方案解决了现有技术中的sic芯片采用单一栅极g控制漏极d和源极s,这种结构存在栅极控制能力有限、易产生热失配效应等问题。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种双栅极结构的SIC芯片,其特征在于,包括长条形的基岛,所述基岛的正表面上键合有MOSFET裸芯;所述MOSFET裸芯包括硅基体,所述硅基体的上下分别相对设置第一表面和第二表面;所述第一表面上设置有源极、栅极G1、栅极G2,所述第二表面上设置有漏极,所述漏极键合于所述基岛的正表面上,其中,所述硅基体的掺杂类型为N型或P型。

2.根据权利要求1所述的一种双栅极结构的SIC芯片,其特征在于,所述基岛上还设置有与所述漏极连接的延伸漏极。

3.根据权利要求1所述的一种双栅极结构的SIC芯片,其特征在于,所述MOSFET裸芯沿从所述第二表面到所述第一表面的方向依次层叠有漏极、硅基体、栅极氧化物层、绝缘层。

4.根据权利要求3所述的一种双栅极结构的SIC芯片,其特征在于,所述栅极氧化物层对应源极和栅极G1、栅极G2的位置在所述硅基体上分别形成源极通孔和栅极G1通孔、栅极G2通孔。

5.根据权利要求4所述的一种双栅极结构的SIC芯片,其特征在于,所述源极通孔内填充有金属材料形成源极,所述栅极G1通孔、栅极G2通孔内填充有金属材料分别形成栅极G1、栅极G2,其中,所述金属材料的选取与所述硅基体的掺杂类型相匹配。

6.根据权利要求5所述的一种双栅极结构的SIC芯片,其特征在于,所述基岛的材质为硅。

7.根据权利要求6所述的一种双栅极结构的SIC芯片,其特征在于,所述源极、栅极G1和栅极G2的材质均为金属。

8.根据权利要求7所述的一种双栅极结构的SIC芯片,其特征在于,还包括设置在所述MOSFET裸芯与所述基岛之间的绝缘胶层。

9.根据权利要求8所述的一种双栅极结构的SIC芯片,其特征在于,所述第一表面上还设置有与所述源极、栅极G1及栅极G2电连接的金属互连。

10.根据权利要求1所述的一种双栅极结构的SIC芯片,其特征在于,所述MOSFET裸芯的封装形式为塑料封装或陶瓷封装。

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【技术特征摘要】

1.一种双栅极结构的sic芯片,其特征在于,包括长条形的基岛,所述基岛的正表面上键合有mosfet裸芯;所述mosfet裸芯包括硅基体,所述硅基体的上下分别相对设置第一表面和第二表面;所述第一表面上设置有源极、栅极g1、栅极g2,所述第二表面上设置有漏极,所述漏极键合于所述基岛的正表面上,其中,所述硅基体的掺杂类型为n型或p型。

2.根据权利要求1所述的一种双栅极结构的sic芯片,其特征在于,所述基岛上还设置有与所述漏极连接的延伸漏极。

3.根据权利要求1所述的一种双栅极结构的sic芯片,其特征在于,所述mosfet裸芯沿从所述第二表面到所述第一表面的方向依次层叠有漏极、硅基体、栅极氧化物层、绝缘层。

4.根据权利要求3所述的一种双栅极结构的sic芯片,其特征在于,所述栅极氧化物层对应源极和栅极g1、栅极g2的位置在所述硅基体上分别形成源极通孔和栅极g1通孔、栅极g2通孔。

5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员:王丕龙王新强杨玉珍
申请(专利权)人:青岛佳恩半导体有限公司
类型:新型
国别省市:

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