3300V NPT-IGBT動態(tài)特性研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟的持續(xù)增長，中國進入城市建設(shè)高速發(fā)展階段，節(jié)能減排概念深入人心。風(fēng)能太陽能等新能源產(chǎn)業(yè)，軌道交通業(yè)及電網(wǎng)智能化等產(chǎn)業(yè)對3300V以上高壓IGBT模塊市場需求強勁。在這一領(lǐng)域國內(nèi)尚無IGBT管芯的設(shè)計生產(chǎn)制造能力，完全依賴于進口。因而實現(xiàn)高壓IGBT管芯的國產(chǎn)化是一個亟待解決的問題。本文從3300V平面柵非穿通型IGBT的設(shè)計角度出發(fā)，通過對器件參數(shù)的工藝設(shè)計及優(yōu)化，對器件的性能特別是動態(tài)特性進行研究。
　　首先，本文對IG

2、BT誕生以來所有主要的器件結(jié)構(gòu)與技術(shù)類型進行了敘述，分析了國內(nèi)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及主流工藝水平。綜合考慮這兩方面因素提出了一種與現(xiàn)有工藝兼容性高，設(shè)計難度相對較低，可實現(xiàn)性高的NPT型IGBT管芯設(shè)計方案。
　　第二，通過仿真工具，完成了器件襯底材料的參數(shù)的選取，器件制造工藝流程的設(shè)計。完成了器件元胞正向阻斷電壓能力與一種芯片面積占用率較低的橫向變摻雜型結(jié)終端的設(shè)計。通過流片證明，器件芯片的正向阻斷能力達到3700V。
　　第三，對I

3、GBT元胞參數(shù)的設(shè)計優(yōu)化。著重分析了NPT型IGBT的P型體區(qū)注入劑量，JFET注入劑量，元胞柵長，漂移區(qū)長度，漂移區(qū)少子壽命，背面P型集電區(qū)注入劑量等六個重要參數(shù)對器件的閾值電壓Vth，導(dǎo)通壓降Von及關(guān)斷時間toff的影響能力。對IGBT的導(dǎo)通壓降Von與關(guān)斷損耗Eoff的關(guān)系進行討論和折衷設(shè)計，并根據(jù)器件功耗最低的原則選取了各參數(shù)的仿真優(yōu)值。通過流片已獲得的部分實測結(jié)果對仿真設(shè)計的合理性進行驗證，為下一輪投片實驗的工藝窗口的選取及