一種具有電子注入的槽柵IGBT的設(shè)計(jì)與優(yōu)化.pdf

1、IGBT是一種電壓控制的雙極型器件，因其具有控制簡(jiǎn)單、通態(tài)壓降低、導(dǎo)通電流大、損耗小等優(yōu)點(diǎn)成為了電力電子器件領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的器件。IGBT的需求量隨著汽車電子、高速軌道交通、電力系統(tǒng)、變頻家電等產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展而迅速增加，但國(guó)內(nèi)IGBT整體技術(shù)水平還處于起步階段，芯片設(shè)計(jì)基礎(chǔ)相對(duì)薄弱。本文通過(guò)對(duì)1700V NPT-IGBT設(shè)計(jì)及流片測(cè)試對(duì)IGBT相關(guān)電學(xué)特性進(jìn)行研究，并在此基礎(chǔ)上展開(kāi)對(duì)新結(jié)構(gòu)的討論和分析。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴

2、介紹了IGBT的背景、發(fā)展現(xiàn)狀及歷代IGBT的優(yōu)缺點(diǎn)，分析了IGBT的結(jié)構(gòu)、工作原理、靜態(tài)和開(kāi)關(guān)特性，并介紹了目前實(shí)際工程中降低IGBT導(dǎo)通壓降，提高IGBT開(kāi)關(guān)速度一些常用方法。⑵完成了1700V平面型NPT-IGBT的設(shè)計(jì)和測(cè)試工作：元胞設(shè)計(jì)部分，通過(guò)對(duì)阻斷電壓和導(dǎo)通壓降的設(shè)計(jì)確定了器件硅片厚度、襯底電阻率、JFET區(qū)摻雜濃度、柵極長(zhǎng)度、P-well區(qū)結(jié)深和摻雜濃度等參數(shù)；結(jié)終端設(shè)計(jì)部分，介紹了常用的幾種結(jié)終端技術(shù)，設(shè)計(jì)出了滿足要求

3、的結(jié)終端結(jié)構(gòu)；根據(jù)元胞和結(jié)終端設(shè)計(jì)結(jié)果繪制了版圖并成功流片，最后對(duì)流片器件作了測(cè)試分析。⑶探索出了可以同時(shí)降低器件導(dǎo)通壓降和關(guān)斷損耗的模型—電子注入模型，提出了一種實(shí)現(xiàn)該模型的槽柵IGBT結(jié)構(gòu)—電子注入IGBT（EI-IGBT），圍繞該結(jié)構(gòu)展開(kāi)對(duì)通態(tài)和關(guān)斷過(guò)程中器件電子注入模型的分析，并就EI-IGBT靜態(tài)特性、開(kāi)關(guān)特性、溫度特性、安全工作區(qū)等性能展開(kāi)了討論，著重分析了關(guān)斷過(guò)程中反向產(chǎn)生電流的注入對(duì)器件關(guān)斷時(shí)間的影響，最后討論了EI-I