KR970030879A - 집적된 제어를 가진 아이지비티 - Google Patents
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Abstract
모놀리딕 아이지비티(IGBT) 및 제어 회로는 통상의 칩으로 집적되어진다. 상기 아이지비티(IGBT)는 상기 칩의 제1지역에 형성된다. 그리고, 상기 제어 회로는 측면으로 일정한 간격이 유지된 제2지역에 형성되고, 그리고 P웰(well)에 형성된다. 아이지비티(IGBT) 동작 동안 P+기판에서 상기 P웰내로의 정공주입을 방지하는 수단을 제공한다. 상기 수단은 상기 지역간에 충분한 공간을 포함한다; 상기 지역간의 P+컬렉션 영역(collection region) 또는 상기 P+기판에 연결되어진 상기 지역간의 N+확산, 그러나, 상기 지역은 상기 두 지역간에 스몰 서피스 브리지(small surface bridge)를 남기는 공통의 필드 터미네이션(field termination) 구조에 의해 둘러싸여진다. 상기 제어지역에서 상기 아이지비티(IGBT)로의 제어 전도체는 상기 필드 터미네이션을 넘어가는 것이 아니라 상기 내로우(narrow) 지역을 넘는다. 상기 칩에 집적되어지고, 상기 아이지비티(IGBT)의 외부에 있는 측면의 PNP 트랜지스터는 아이지비티(IGBT)와 제어 지역간의 상기 중앙의 N+확산에 연결되어지고, 상기 아이지비티(IGBT) 지역이 도통할 때만 P형 기판에 연결을 허가한다.
Description
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
Claims (39)
- P형 실리콘 기판을 가지고, 그 상부(top) 표면에 형성된 저농도 N형 영역과, 그 바닥 표면에 형성된 P+영역을 가지는 통상의 반도체 칩과; 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터의 베이스, 소스, 그리고 채널 영역을 정의하고, 확산을 수용하는 (receiving) 상기 저농도영역의 제1지역과; 상기 제1지역에서 측면으로 일정한 간격이 유지되고, P웰 확산을 포함하며, 상기 P웰내에 제어회로 확산을 포함하는 상기 저농도 영역에서의 제2지역과; 상기 제1지역에서 상기 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)를 상기 제어회로 확산에 커플링(coupling)하는 커플링 수단과; 상기 제1지역에서 상기 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터의 동작을 일으키도록 정공의 주입 동안 상기 P+영역에서 상기 P웰 확산으로의 정공의 주입을 제한하기 위해 상기 제1지역과 제2지역간에 배치된 수단을 포함하여 통상의 반도체 칩으로 집적된 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)와 제어회로 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 제1지역과 제2지역간에 배치된 상기 수단이 상기 지역간에 상대적으로 넓은 공간을 포함하고, 그 공간이 적어도 상기 저농도 N형 영역의 약 3배의 정공 확산 길이로 형성된 것을 특징으로 하는 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터와 제어회로 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 제1지역과 제2지역간에 배치된 상기 수단이 상기 저농도 N형 영역의 상부(top) 표면에 제2P+확산과, 상기 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터의 상기 소스에 상기 제2P+확산을 연결하는 수단을 포함하고, 상기 제2P+확산은 상기 제2지역의 상기 P웰에 의해 다른 방법으로 연결되어질 수 있도록 정공을 모으는 것을 특징으로 하는 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)와 제어회로 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 제1지역과 제2지역간에 배치된 상기 수단이 상기 저농도 N형 영역의 상부(top) 표면에 N+확산과, 상기 P형 기판에 상기 N+확산을 전기적으로 연결하는 수단을 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)와 제어회로 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 제1지역과 제2지역의 상위(upper) 표면이 내로우 넥(narrow neck) 영역에서 합쳐지고,상기 넥(neck) 영역 상부(atop)와 횡부(across)에 배치된 전도체를 포함하는 상기 커플링 수단을 포함하여 형성된 것을 특징으로 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)와 제어회로 소자.
- 제1항에 있어서, 적어도 상기 제1지역과 제2지역을 부분적으로 에워싸고, 상기 소자의 상위(upper) 표면에 배치된 필드 터미네이션(field termination) 수단를 더 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)와 제어회로 소자.
- 제6항에 있어서, 상기 필드 터미네이션 수단은 상기 내로우 넥(narrow neck) 영역의 대항되는 면과, 상기 제1지역과 제2지역 각각의 총 나머지 외변(periphery)을 에워싸는 것을 특징으로 하는 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)와 제어회로 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 저농도 N형 영역은 에피택셜(epitaxial)하게 성장된 영역인 것을 특징으로 하는 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)와 제어회로 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터의 상기 소스와 베이스 영역에 연결된 소스전극과,상기 채널 영역 바로 위에 배치된 게이트 전극과, 상기 바닥 표면에서 상기 P영역의 바닥에 연결된 드레인전극을 더 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)와 제어회로 소자.
- 제2항에 있어서, 상기 저농도 N형 영역은 에피택셜하게 성장된 영역인 것을 특징으로 하는 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)와 제어회로 소자.
- 제3항에 있어서, 상기 저농도 N형 영역은 에피택셜하게 성장된 영역인 것을 특징으로 하는 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)와 제어회로 소자.
- 제4항에 있어서, 상기 저농도 N형 영역은 에피택셜하게 성장된 영역인 것을 특징으로 하는 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)와 제어회로 소자.
- 제5항에 있어서, 상기 저농도 N형 영역은 에피택셜하게 성장된 영역인 것을 특징으로 하는 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)와 제어회로 소자.
- 제6항에 있어서, 상기 저농도 N형 영역은 에피택셜하게 성장된 영역인 것을 특징으로 하는 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)와 제어회로 소자.
- 제10항에 있어서, 상기 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터의 상기 소스와 베이스 영역에 연결된 소스전극과, 상기 채널 영역 바로 위에 배치된 게이트전극과, 상기 바닥 표면에서 상기 P+영역의 바닥에 연결된 드레인전극을 더 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)와 제어회로 소자.
- 제11항에 있어서, 상기 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터의 상기 소소와 베이스 영역에 연결된 소스전극과, 상기 채널 영역 바로 위에 배치된 게이트전극과, 상기 바닥 표면에서 상기 P+영역의 바닥에 연결된 드레인전극을 더 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)와 제어회로 소자.
- 제12항에 있어서, 상기 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터의 상기 소소와 베이스 영역에 연결된 소스전극과, 상기 채널 영역 바로 위에 배치된 게이트전극과, 상기 바닥 표면에서 상기 P+영역의 바닥에 연결된 드레인전극을 더 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)와 제어회로 소자.
- 제13항에 있어서, 상기 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터의 상기 소소와 베이스 영역에 연결된 소스전극과, 상기 채널 영역 바로 위에 배치된 게이트전극과, 상기 바닥 표면에서 상기 P+영역의 바닥에 연결된 드레인전극을 더 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)와 제어회로 소자.
- 제14항에 있어서, 상기 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터의 상기 소소와 베이스 영역에 연결된 소스전극과, 상기 채널 영역 바로 위에 배치된 게이트전극과, 상기 바닥 표면에서 상기 P+영역의 바닥에 연결된 드레인전극을 더 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)와 제어회로 소자.
- 제6항에 있어서, 상기 제1지역과 제2지역간에 배치된 상기 수단이 상기 저농도 N형 영역의 상부 표면에 NN+확산과, 상기 P+영역에 상기 N+확산을 전기적으로 연결하는 수단을 포함하고, 상기 N+영역은 상기 필드 터미네이션이 상기 제1지역과 상기 제2지역의 동일한 넓이를 가지는 부분을 따라 연장한 위치에서 상기 필드 터미네이션 수단으로부터 일정한 간격이 유지되고, 그 사이에 배치되어진 것을 특징으로 하는 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)와 제어회로 소자.
- 제20항에 있어서, 상기 제1지역과 제2지역의 상위 표면이 내로우 넥(neck) 영역에 합쳐지고, 상기 커플링수단은 상기 내로우 넥 상부와 횡부에 배치된 전도체를 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 절연된 게이트 바이폴라트랜지스터(IGBT)와 제어회로 소자.
- 제21항에 있어서, 상기 필드 터미네이션은 상기 내로우 넥(narrow neck) 영역의 대항되는 면과, 상기 제1지역과 제2지역 각각에 총 나머지 외변(periphery)을 에워싸는 것을 특징으로 하는 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)와 제어회로 소자.
- 제22항에 있어서, 상기 저농도 N형 영역은 에피택셜하게 성장된 영역인 것을 특징으로 하는 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)와 제어회로 소자.
- 제23항에 있어서, 상기 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터의 상기 소소와 베이스 영역에 연결된 소스전극과, 상기 채널 영역 바로 위에 배치된 게이트전극과, 상기 바닥 표면에서 상기 P+영역의 바닥에 연결된 드레인전극을 더 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)와 제어회로 소자.
- 제4항에 있어서, 상기 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터가 순방향 바이어스될 때만 도통하도록 상기 N형 영역에 연결된 베이스 영역과, 상기 P+영역에 에미터 영역과, 그리고 상기 N+영역에 연결된 컬렉터를 가지는 상기 제1지역에 접적된 측면의 PNP 트랜지스터를 포함하고, 상기 아이 지비티(IGBT)가 순방향 바이어스될 때만 상기 N+영역이 상기 P+형 기판에 연결되는 것을 더 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)와 제어회로 소자.
- 제20항에 있어서, 상기 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터가 순방향 바이어스될 때만 도통하도록 바이어스되고, 상기 N+영역에 연결된 소스 영역을 가지고, 상기 제1지역으로 집적된 측면의 PNP 트랜지스터를 포함하고, 상기 아이지비티(IGBT)가 순방향 바이어스될 때만 상기 N+영역이 상기 N형 기판에 연결되는 것을 더 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)와 제어회로 소자.
- 제24항에 있어서, 상기 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터가 순방향 바이어스될 때만 도통하도록 바이어스되고, 상기 N+영역에 연결된 소스 영역을 가지고, 상기 제1지역으로 집적된 측면의 PNP 트랜지스터를 포함하고, 상기 아이지비티(IGBT)가 순방향 바이어스될 때만 상기 Nf영역이 상기 N형 기판에 연결되는 것을 더 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)와 제어회로 소자.
- 바닥 P형 층과 대체적으로 상기 P형층의 상부(atop)에 동일한 넓이의 N형 층을 가지는 통상의 반도체 칩과; 아이지비티(IGBT)를 정의하는 확산을 수용하는 상기 N형 층의 표면의 제1지역과; 상기 제1지역으로부터 접합 절연된 제어소자 확산을 포함하는 P웰을 수용하는 상기 N형 층의 표면의 제2지역과; 상기 제1지역아래에서 상기 제2지역 아래로 연속적으로 연장한 상기 N형 층과 상기 P형 층간의 접합과; 상기 아이지비티(IGBT) 지역이 도통상태에 있고, 소수캐리어가 상기 P형 층에서 상기 N형 층으로 주입되어질 때, 상기 제어지역아래의 영역에서 상기 접합을 적어도 부분적으로 디-바이어싱(de-biasing)하기 위한 수단을 포함하여 모놀리딕(monolithic)하게 집적된 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)와 제어회로 소자.
- 제28항에 있어서, 디-바이어싱(de-biasing)을 위한 상기 수단을 상기 아이지비티(IGBT) 지역의 순방향 도통 동안 상기 P층에서 상기 N층으로 주입된 소수캐리어의 약3배의 확산 길이 이상의 상기 제1지역과 제2지역의 측면의 공간을 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)와 제어회로 소자.
- 제28항에 있어서, 상기 제1지역이 아이지비티IGBT) 소스를 가지고, 상기 수단은 상기 N층의 표면내에 배치되어지고, 상기 제1지역과 상기 제2지역간에 배치되어지고, 그리고 상기 아이지비티(IGBT) 소스에 연결된 P+확산을 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)와 제어회로 소자.
- 제28항에 있어서, 상기 N층의 표면내에, 상기 제1지역과 상기 제2지역간에 배치된, 그리고 상기 P층에 연결된 N+확산을 더 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)와 제어회로 소자.
- 제28항에 있어서, 상기 아이지비티(IGBT)를 정의하는 상기 확산으로 상기 제어소자를 커플링하기 위한 커플링 수단을 포함하고, 상기 아이지비티(IGBT)가 상기 제어소자를 확산으로부터 제어신호에 답하여 동작되어지는 것을 더 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)와 제어회로 소자.
- 제29항에 있어서, 상기 아이지비티(IGBT)를 정의하는 상기 확산으로 상기 제어소자를 커플링하기 위한 커플링 수단을 포함하고, 상기 아이지비티(IGBT)가 상기 제어소자를 확산으로부터 제어신호에 답하여 동작되어지는 것을 더 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)와 제어회로 소자.
- 제30항에 있어서, 상기 아이지비티(IGBT)를 정의하는 상기 확산으로 상기 제어소자를 커플링하기 위한 커플링 수단을 포함하고, 상기 아이지비티(IGBT)가 상기 제어소자를 확산으로부터 제어신호에 답하여 동작되어지는 것을 더 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)와 제어회로 소자.
- 제31항에 있어서, 상기 아이지비티(IGBT)를 정의하는 상기 확산으로 상기 제어소자를 커플링하기 위한 커플링 수단을 포함하고, 상기 아이지비티(IGBT)가 상기 제어소자를 확산으로부터 제어신호에 답하여 동작되어지는 것을 더 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)와 제어회로 소자.
- 제32항에 있어서, 상기 제1지역과 상기 제2지역의 상위(upper) 표면이 내로우 넥(narrow neck) 영역에 합쳐지고, 상기 커플링 수단이 상기 내로우 넥 상부와 횡부에 배치된 전도체를 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)와 제어회로 소자.
- 제33항에 있어서, 상기 제1지역과 상기 제2지역의 상위(upper) 표면이 내로우 넥(narrow neck) 영역에 합쳐지고, 상기 커플링 수단이 상기 내로우 넥 상부와 횡부에 배치된 전도체를 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)와 제어회로 소자.
- 제34항에 있어서, 상기 제1지역과 상기 제2지역의 상위(upper) 표면이 내로우 넥(narrow neck) 영역에 합쳐지고, 상기 커플링 수단이 상기 내로우 넥 상부와 횡부에 배치된 전도체를 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)와 제어회로 소자.
- 제35항에 있어서, 상기 제1지역과 상기 제2지역의 상위(upper) 표면이 내로우 넥(narrow neck) 영역에 합쳐지고, 상기 커플링 수단이 상기 내로우 넥 상부와 횡부에 배치된 전도체를 포함하여 형성된 것을 특징으로 하는 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)와 제어회로 소자.※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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