一種高壓晶體管結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于電子元器件領域，尤其涉及一種高壓晶體管結構。
【背景技術】
[0002]Cool MOS也有叫Super Junct1n MOS的，由于其構造特殊，導通電阻非常低，耐高壓，發熱量低，因此又叫Cool M0S。采用新的耐壓層結構，在幾乎保持功率MOSFET所有優點的同時，又有著極低的導通損耗。是一種耐壓層上的結構創新，不僅可用于垂直功率M0SFET，還可用于功率IC的關鍵器件LDMOS以及SBD、等功率半導體器件中。
[0003]Cool MOS通常使用于高壓環境，在使用時常因突波或浪涌(Surge)產生的器件過電壓(Over Stress)或雪崩崩潰現象(Avalanche Break Down)，而使器件失效的情形。一般解決的方法為延長器件集極端與閘極端的距離或在芯片外圍增加保護環的尺寸來增加器件的耐壓能力，但因此增加大量的芯片面積，而導致成本大幅增加。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種高壓晶體管結構，旨在解決硅材料作成CoolMOS所形成的功率晶體管在使用時因突波或浪涌產生的器件過電壓或雪崩崩潰現象而使器件失效的問題。
[0005]本發明是這樣實現的，一種高壓晶體管結構包括一顆硅材料作成的CoolMOS晶體管和一顆雙向高壓導通保護二極管，所述Cool MOS晶體管與所述雙向高壓導通保護二極管合封于單一封裝體內。
[0006]進一步，所述雙向高壓導通保護二極管外掛于所述CoolMOS晶體管的源極與集極，作為該Cool MOS晶體管外掛的保護電路。
[0007]進一步，所述雙向高壓導通保護二極管由反向偏置耐高壓的二級管組成，材料為SiC或GaN。
[0008]進一步，所述雙向高壓導通保護二極管的崩潰電壓低于所述CoolMOS晶體管的崩潰電壓。
[0009]本發明在使用時，遇到突波或浪涌，產生了額外的過電壓，在損害功率器件之前，啟動了雙向高壓導通保護二極管保護機制，將額外電流導出，進而保護了Cool MOS晶體管，可解決硅材料作成Cool MOS晶體管在使用時因突波或浪涌產生的器件過電壓或雪崩崩潰現象而使器件失效的問題。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發明實施例提供的傳統CoolMOS晶體管因突波或浪涌產生的器件過電壓或雪崩崩潰現象而失效的原理圖；
[0011]圖2是本發明實施例提供的結合雙向高壓導通保護二極管與CoolMOS晶體管的電路不意圖；
[0012]圖3和圖4是本發明實施例提供的透過雙向高壓導通保護二極管將電荷引流而對Cool MOS功率器件保護的原理圖；
[0013]圖5是本發明實施例提供的CoolMOS晶體管與雙向高壓導通保護二極管合封于單一封裝體內的結構示意圖；
[0014]圖中:1、CooIMOS晶體管;2、突波/浪涌；3、失效點;4、閘極;5、源極;6、集極;7、雙向高壓導通保護二極管;8、第一端電極;9、第二端電極；10、單一封裝體；11、集極焊墊；12、閘極焊墊；13、源極焊墊。
【具體實施方式】
[0015]為能進一步了解本發明的
【發明內容】
、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下。
[0016]請參閱圖1至圖5:
[0017]—種高壓晶體管結構包括一顆硅材料作成的Cool MOS晶體管I和一顆雙向高壓導通保護二極管7，所述Cool MOS晶體管I與所述雙向高壓導通保護二極管7合封于單一封裝體10內。
[0018]進一步，所述雙向高壓導通保護二極管7外掛于所述CoolMOS晶體管I的源極與集極(獨立封裝)，作為該Cool MOS晶體管I外掛的保護電路。
[0019]進一步，所述雙向高壓導通保護二極管7由反向偏置耐高壓的二級管組成，材料為SiC或GaN。
[0020]進一步，所述雙向高壓導通保護二極管7的崩潰電壓低于所述CoolMOS晶體管I的崩潰電壓，以避免Cool MOS提前崩潰造成器件損壞的情形。
[0021]圖1示出了傳統CoolMOS晶體管I因突波/浪涌2產生的器件過電壓或雪崩崩潰現象，而使器件失效的電路示意圖；
[0022]如圖2所示，分別將具有閘極4，源極5，集極6三端的CoolMOS晶體管，及具有第一端電極8、第二端電極9的雙向高壓導通保護二極管7，結合成如圖2所示的電路圖。
[0023]如圖3和圖4所示，當器件在使用時，遇到突波或浪涌，產生了額外的過電壓，在損害功率器件之前，啟動了雙向高壓導通保護二極管7保護機制，將額外電流導出，進而保護了CooI MOS晶體管I。
[0024]如圖5所示，將此CoolMOS晶體管I與保護二極管7合封于具有集極焊墊11，閘極焊墊12，源極焊墊13的單一封裝體10內，而完成完整Cool MOS晶體管功率器件。
[0025]本發明另一實施例為將雙向高壓導通保護二極管7外掛于CoolMOS晶體管的源極與集極(獨立封裝)，作為于此Cool MOS晶體管外掛的保護電路。
[0026]本發明可以較低成本解決硅材料作成CoolMOS在使用時因突波或浪涌產生的器件過電壓或雪崩崩潰現象而避免器件失效的情形。
[0027]以上所述僅是對本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改，等同變化與修飾，均屬于本發明技術方案的范圍內。
【主權項】
1.一種高壓晶體管結構，其特征在于，所述的高壓晶體管結構包括一顆硅材料作成的Cool MOS晶體管和一顆雙向高壓導通保護二極管，所述Cool MOS晶體管與所述雙向高壓導通保護二極管合封于單一封裝體內。2.如權利要求1所述的高壓晶體管結構，其特征在于，所述雙向高壓導通保護二極管外掛于所述Cool MOS晶體管的源極與集極，作為該Cool MOS晶體管外掛的保護電路。3.如權利要求1所述的高壓晶體管結構，其特征在于，所述雙向高壓導通保護二極管由反向偏置耐高壓的二級管組成，材料為SiC或GaN。4.如權利要求1所述的高壓晶體管結構，其特征在于，所述雙向高壓導通保護二極管的崩潰電壓低于所述Cool MOS晶體管的崩潰電壓。
【專利摘要】本發明公開了一種高壓晶體管結構，包括一顆硅材料作成的Cool？MOS晶體管和一顆雙向高壓導通保護二極管，所述Cool？MOS晶體管與所述雙向高壓導通保護二極管合封于單一封裝體內。本發明在使用時，遇到突波或浪涌，產生了額外的過電壓，在損害功率器件之前，啟動了雙向高壓導通保護二極管保護機制，將額外電流導出，進而保護了Cool？MOS晶體管，可解決硅材料作成Cool？MOS晶體管在使用時因突波或浪涌產生的器件過電壓或雪崩崩潰現象而使器件失效的問題。
【IPC分類】H01L23/62, H01L25/07
【公開號】CN105633066
【申請號】CN201610171219
【發明人】陳偉梵, 張明倫
【申請人】昆山永續智財技術服務有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2016年3月23日