一种具有浮空P型埋层的新型FS-IGBT

提出了一种在阳极引入浮空P型埋层的新型场截止绝缘栅晶体管(FS-IGBT)。结合超结与阳极短路的思想,在相同仿真条件下,与传统FS-IGBT相比,新结构的击穿电压提高了13.9%。当通态电流密度为150A/cm^2时,新结构的优化压降增量小于9%,关断时间比传统结构降低了60%以上,并且工作时无负阻现象,实现了导通压降与关断功耗的良好折中。

3300 V FS型IGBT器件研制

基于现有仿真及工艺平台,设计一款3 300V/50A场截止型绝缘栅双极晶体管器件(FS-IGBT),元胞采用场截止型平面栅结构,元胞注入采用自对准工艺,背面P型集电极采用透明集电极技术,降低导通状态的饱和压降。采用二维数值仿真主要研究了FS结构以及P^+集电极掺杂参数对器件性能的影响,通过参数拉偏仿真,重点分析了FS层和集电极P区注入剂量对器件参数的影响,确认了最佳的工艺窗口条件。通过合作方工艺平台对最终的结构进行了加工,最终测试结果显示IGBT器件通态压降为2.8V,击穿电压大于4 250V,关断损耗37mJ,开通损耗50mJ。

3300 V-FS-IGBT击穿特性及其相关工艺的研究

对于3300 V高压绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)器件,因其衬底电阻率非常高,在场限环、场板、场限环+场板、结终端扩展(Junction Termination Extension,JTE)、横向变掺杂(Variation of Lateral Doping,VLD)、场限环+多级场板等众多提升耐压的方案中,场限环+多级场板是最切实可靠的方案。基于现有的3300 V场截止型(FS)IGBT平面工艺制造平台,采用场限环+多级场板结终端结构,TCAD(Technology Computer Aided Design)仿真发现场板厚度的增加,其击穿电压也随之增大。将此TCAD仿真设计方案通过不同场板厚度分组试验进行流片验证,击穿电压大于3300 V。但随着场板厚度增加,其翘曲度也跟着相应增加,为此进行了正反面膜质淀积后回流工艺优化,翘曲度显著减少,与场板厚度弱相关,满足了设计要求,实测值与仿真值相吻合。