絕緣柵雙極晶體管（IGBT）的研究與設(shè)計.pdf

1、IGBT的全稱是Insulate Gate Bipolar Transistor,即絕緣柵雙極晶體管.它兼具MOSFET和GTR的多項優(yōu)點,極大的擴展了半導體器件的功率應(yīng)用領(lǐng)域.例如將之應(yīng)用于變頻空調(diào)逆變電路當中,顯著地改善了空調(diào)的性能.但是,在IGBT二三十年的發(fā)展中,國際上的制作技術(shù)不斷發(fā)展,而在國內(nèi)暫時還沒有生產(chǎn)廠家.原因是多方面的,其中最主要的困難是P<'+>N<'->陽極結(jié)的制備,需要在低阻材料上形成高阻層,從而同時獲得高擊穿

2、電壓和低導通電阻,這在第五章工藝設(shè)計中將會做一介紹.最近,杭州市士蘭微電子有限公司引入了一條生長厚外延的工藝生產(chǎn)線,使得制備性能良好的陽極結(jié)成為可能.因此,浙江大學信電系微電子研究所與杭州市士蘭微電子有限公司合作,立項開發(fā)研制IGBT器件,期望能研制出適用于變頻空調(diào)逆變電路的IGBT器件.本論文作為此項工作的一部分,主要負責IGBT器件的理論研究以及工藝器件設(shè)計和計算機模擬,主要包括器件的物理分析、器件/工藝優(yōu)化設(shè)計等.本文從IGBT的

3、工作原理出發(fā),探討了器件結(jié)構(gòu)參數(shù)對器件特性的影響,總結(jié)出主要參數(shù)的設(shè)計依據(jù),并據(jù)此進行了IGBT器件結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算機模擬.在工藝方面,結(jié)合士蘭公司提供的工藝條件,進行了工藝/器件仿真,提出了兩次多晶硅的非常規(guī)工藝流程,改善了深阱擴散時出現(xiàn)的三角形P阱區(qū)現(xiàn)象.對比立項的主要指標:閾值電壓標準值為3V(2.5V-4V),工作電流15A,擊穿電壓600V以上,本論文的工藝器件模擬結(jié)果除T作電流偏小外,閾值電壓、擊穿電壓等參數(shù),均已很好達到了設(shè)