IGBT的輻照效應仿真分析與加固研究.pdf

1、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)以其優(yōu)良的頻率特性和控制能力成為電力電子技術領域廣泛關注的對象。其具有的MOS柵和雙極型晶體管混合結構使得其具有了更好的導通壓降、開關頻率折中特性，更低的器件損耗和更好的安全工作區(qū)（SOA）使得IGBT成功具有了良好的控制能力和導通電導調制的綜合優(yōu)點。然而，功率器件普遍存在抗輻照性能較差的情況，嚴重影響到該類器件在輻照環(huán)境中的應用。本文針對性的研究了IGBT及

2、其部分衍生結構的抗輻照特性，涉及的輻照損傷機理包含單粒子和總劑量效應。
　　首先，本文介紹了輻照的基本原理和 IGBT幾種基本結構，針對輻照可能對IGBT電學特性的影響做了說明，并闡述了總劑量效應和單粒子效應的TCAD仿真方法。
　　其次，本文用線性能量轉移值LET（Linear Energy Transfer）來模擬單粒子入射對器件的作用，將對應的參數(shù)導入 TCAD中進行單粒子輻照仿真，分析了阻斷態(tài)下單粒子入射的情形，研究

3、了單粒子入射后電子空穴對的產生和再分布過程，并基于此比較了NPT-IGBT、PT-IGBT、Trench-IGBT抗單粒子輻照的能力，隨后通過仿真探究了局部降低載流子壽命（LCLCR：Low Carrier Lifetime Control Region）對于IGBT元胞抗單粒子效應的影響，并基于上述研究分析了可能的抗單粒子輻照加固方案，將總劑量效應對器件的影響轉化為量化的對氧化層和界面態(tài)的影響，并將相關參數(shù)應用于TCAD仿真軟件中。<