智能功率驅(qū)動(dòng)芯片用SOI-LIGBT關(guān)斷特性的研究與優(yōu)化.pdf

1、智能功率驅(qū)動(dòng)芯片是一種將驅(qū)動(dòng)電路、功率器件、傳感器及各類保護(hù)電路集成在一起的功率芯片，特別適用于各類電機(jī)及逆變型電源，具有高效、節(jié)能、智慧的特點(diǎn)。橫向絕緣柵雙極型晶體管(LateralInsulated Gate Bipolar Transistor，LIGBT)作為智能功率驅(qū)動(dòng)芯片中的核心器件，承擔(dān)著低壓到高壓、低功率到高功率之間的轉(zhuǎn)換功能。作為開(kāi)關(guān)器件，LIGBT需要具有快速開(kāi)關(guān)的特點(diǎn)。在保持其余電學(xué)參數(shù)不退化，不引入額外性能損耗的

2、前提下提高器件的關(guān)斷速率是目前研究的熱點(diǎn)。
　　本文在厚膜絕緣襯底硅(Silicon On Insulator，SOI)工藝平臺(tái)的基礎(chǔ)上，從LIGBT器件的關(guān)斷過(guò)程入手，詳細(xì)分析了LIGBT器件在感性負(fù)載條件下的關(guān)斷機(jī)理。接著基于仿真軟件再現(xiàn)了LIGBT器件關(guān)斷的詳細(xì)過(guò)程，包括關(guān)斷前載流子的分布、關(guān)斷過(guò)程中載流子的運(yùn)動(dòng)路徑、關(guān)斷后期載流子的分布及復(fù)合過(guò)程等。然后研究了幾種現(xiàn)有的具有快速關(guān)斷特性的LIGBT器件結(jié)構(gòu)，分析了其各自的優(yōu)

3、缺點(diǎn)。
　　在此基礎(chǔ)上，提出了一種具有溝槽隔離陽(yáng)極短路結(jié)構(gòu)的厚膜SOI-LIGBT器件。該器件的集電極區(qū)域增加了分段的溝槽隔離結(jié)構(gòu)，并增加了用于在關(guān)斷過(guò)程中抽取電子載流子的N+集電極結(jié)構(gòu)以及進(jìn)一步提升通態(tài)電流密度的P+集電極結(jié)構(gòu)。通過(guò)為載流子提供特殊的排空通道，該結(jié)構(gòu)可在保持器件整體耐壓、閾值電壓、線性電流密度等參數(shù)不退化的前提下，提高器件的關(guān)斷速率。最終的測(cè)試結(jié)果顯示，論文提出的厚膜SOI-LIGBT器件在保持其余電學(xué)參數(shù)不退化