6500V IGBT的分析與設(shè)計(jì).pdf

1、絕緣柵雙極晶體管(IGBT)作為新興功率半導(dǎo)體器件廣泛應(yīng)用于智能電網(wǎng)、高速鐵路、工業(yè)變頻等戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。然而當(dāng)前國(guó)內(nèi)IGBT生產(chǎn)制造技術(shù)落后,產(chǎn)品可靠性能差,中高壓IGBT芯片嚴(yán)重依賴國(guó)外進(jìn)口,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)主要被Infineon、Fairchild、IR、ABB等公司壟斷。因此研發(fā)制造出高性能的中高壓IGBT產(chǎn)品具有重要的意義。
　　本課題是電子科技大學(xué)功率集成實(shí)驗(yàn)室和國(guó)內(nèi)某知名半導(dǎo)體企業(yè)的合作項(xiàng)目,主要是研發(fā)出一款6500V IGB

2、T芯片,填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白,實(shí)現(xiàn)IGBT的自主化。本課題基于優(yōu)化的工藝條件采用了新型元胞和終端結(jié)構(gòu),目前已經(jīng)流片一次,器件的靜態(tài)參數(shù)均滿足設(shè)計(jì)要求,這些工作為后續(xù)6500V IGBT產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)提供參考。
　　本文主要工作如下:
　　1、從器件結(jié)構(gòu)技術(shù)革新的角度詳細(xì)介紹了IGBT的發(fā)展歷史以及IGBT自主研發(fā)的必要性。
　　2、從理論上闡述了與本課題相關(guān)的FS-IGBT的結(jié)構(gòu)特性、工作原理及性能參數(shù),并介紹IGBT的安全工作區(qū)

3、,這些為6500V IGBT的設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)理論支持。首先結(jié)合合作公司的工藝條件,設(shè)計(jì)IGBT的工藝流程。然后借助仿真軟件對(duì)6500V FS-IGBT進(jìn)行了元胞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),考慮元胞各個(gè)部分對(duì)器件性能參數(shù)的影響。設(shè)計(jì)并優(yōu)化FS層結(jié)構(gòu),使得器件具有較低的正向壓降和開(kāi)關(guān)損耗,同時(shí)具有高的可靠性;為了減少芯片的柵電容進(jìn)而降低芯片的開(kāi)關(guān)損耗,6500V IGBT采用新型的T型柵結(jié)構(gòu)。此外,從原理和功能上介紹了場(chǎng)限環(huán)場(chǎng)板終端結(jié)構(gòu),并提出設(shè)計(jì)終端結(jié)構(gòu)的基