内透明集电极IGBT(ITC-IGBT)与PT-IGBT、FS-IGBT的性能比较

首次对600V平面型内透明集电极IGBT(ITC-IGBT)、PT-IGBT和FS-IGBT通态电压与关断能耗之间的折中曲线进行了仿真分析和比较。ITC-IGBT是在PT-IGBT结构中的p+型衬底与n型缓冲层之间加入一层厚度很薄、掺杂浓度低于p+衬底的p型内透明集电区,并且在集电区之内、集电结附近设置具有很低过剩载流子寿命的载流子局域寿命控制层,从而实现透明集电极的效果。仿真结果表明,ITC-IGBT具有优良的综合性能,采用缓冲层浓度最优值的ITC-IGBT的折中曲线明显优于PT-IGBT与FS-IGBT。说明ITC-IGBT结构不仅能解决现有透明集电极IGBT超薄片加工工艺难度大的问题,还为进一步改善IGBT器件综合性能提供了新途径。

N^+缓冲层对PT-IGBT通态压降影响的研究

N+缓冲层设计对PT-IGBT器件特性的影响至关重要。文中利用Silvaco软件对PT-IGBT的I-V特性进行仿真。提取相同电流密度下,不同N+缓冲层掺杂浓度PT-IGBT的通态压降,得到了通态压降随N+缓冲层掺杂浓度变化的曲线,该仿真结果与理论分析一致。对于PT-IGBT结构,N+缓冲层浓度及厚度存在最优值,只要合理的选取可以有效地降低通态压降。

低功耗IGBT(LPL-IGBT)及其仿真

提出了一种新结构的 IGBT,取名为低功耗 IGBT(L PL- IGBT) ,它具有离子注入形成的超薄且轻掺杂的背P型发射区 ,从而具有 NPT- IGBT的优点 ;同时具有由衬底预扩散残留层构成的 n型缓冲层 ,又具有 PT- IGBT的优点 .计算机仿真结果证明 ,它的关断损耗比 PT- IGBT和 NPT- IGBT降低一倍左右 .它的结构比

一种新结构IGBT——内透明集电极IGBT的仿真

对新近提出的一种新结构的IGBT——内透明集电极IGBT进行了器件性能的仿真.这种IGBT是在传统非透明集电极IGBT结构基础上,通过在集电区内距离集电结很近处设置一个高复合层的方法,使器件在物理上实现了集电极对电子的透明,同时又避免了低压透明集电极IGBT制造过程中超薄片操作的技术难题.对器件的温度特性和关断特性进行了仿真研究,并与现行PT-IGBT和FS-IGBT进行了比较.仿真结果表明,通过合理调整内透明集电极IGBT的参数组合,可以使其在具有通态压降正温度系数的同时,又具有较快的关断速度,实现透明集电极IGBT的优良性能.

IGBT器件新结构及制造技术的新进展

IGBT是一种新型的功率器件,经过几代重大技术改革,已成为功率器件家族中应用最广泛的成员之一,除了巩固1000V-2000V领域的成功应用继续向更大功率的方向发展外,还存开拓300V-600V范围的应用。本文从研发和生产的角度,闸述IGBT在器件结构优化、工艺制造、器件封装、可靠性方面的最新进展、存在的问题和可能的解决途径。

IGBT的并联运行分析

通过比较 PT 型和 NPT 型 IGBT 器件饱和导通特性,分析电流的均流问题及结温的影响,给出了IGBT 并联时选择器件的原则。

一种新结构IGBT——内透明集电极IGBT的仿真研究

本文首次对新近提出的一种新结构的IGBT——内透明集电极IGBT进行了器件性能的仿真。这种IGBT是在传统非透明集电极IGBT结构基础上,通过在集电区内距离集电结很近处设置一个高复合层的方法,使器件在物理上实现了集电极对电子的透明,同时又避免了低压透明集电极IGBT制造过程中超薄片操作的技术难题。论文重点对器件的温度特性和关断特性进行了仿真研究,并与现行PT-IGBT和FS-IGBT进行了比较。仿真结果表明,通过合理调整内透明集电极IGBT的参数组合,可以使其具有通态压降正温度系数的同时,又具有较快的关断速度,实现透明集电极IGBT的优良性能。

IGBT向大容量演变的若干问题

介绍了迄今为止演变出的五代IGBT产品的特点,指出IGBT今后的发展趋势和需要进一步解决的问题。

一种新结构IGBT—内透明集电区IGBT

本文对一种新的IGBT结构——"内透明集电区IGBT"(ITC-IGBT)进行了仿真研究。这种新结构的特点是在用外延片制造的传统的IGBT的P型集电区中距集电结很近的位置设置了一个具有极高过剩载流子复合速率的内部高复合层,同时适当降低高复合层以上P区掺杂浓度。仿真结果表明,无论是穿通型结构(有缓冲层)还是非穿通型结构(无缓冲层)的ITC-IGBT,在器件工作电流范围内都具有饱和电压正温度系数,解决了现有的用外延片制造的PT-IGBT所难以克服的饱和电压负温度系数的缺点,有利于IGBT的并联使用。对于1200V以下的IGBT,该新结构开辟了一种可以避免超薄片操作的简单的制造良好温度性能器件的途径。

IGBT结构设计发展与展望

首先从绝缘栅型双极性晶体管(IGBT)的物理模型展开讨论,分析了影响IGBT性能的几个重要特性参数,对其结构的优化和改进提供了理论支撑。其次论述了IGBT问世以来的主要结构设计发展历程,以及国际主流IGBT设计厂商对各自IGBT产品结构做出的独创性改进。最后对目前研究的新技术热点如逆导型IGBT半导体器件进行了介绍,并对IGBT器件的发展方向提出展望。

有源电压箝位串联HV IGBT的适用性和优化(一)

介绍了5.2kV高压绝缘栅双极型晶体管(HV IGBTs)的成功串联应用。穿通型HV IGBT串联应用时要完全控制感应过电压,最大的障碍是拖尾电流的关断问题。可以证明,采用先进的电压箝位技术能够限制因关断拖尾电流而引起的第二个电压尖峰。阳极采用载流子寿命局部分布的IGBT很适合这种应用;拖尾电流间隔时间越短,关断损耗越小。文中集中讨论了穿通型HV IGBT器件串联时的最佳通态等离子体分布,HV IGBT的最新发展趋势似乎与讨论结论相一致。未来先进的HV IGBT技术可完全减轻第一代HV IGBT串联时的困难。

内透明集电极绝缘栅双极晶体管温度特性的仿真研究

ITC-IGBT是新一类IGBT,它在PT-IGBT结构基础上,在集电区近集电结附近引入一局域载流子寿命控制(LCLC)层,只要该层内载流子寿命足够低,则LCLC层对其以下衬底内的空穴具有"屏蔽"作用,从而使集电区范围变窄、集电区电子有效扩散长度减小,可使器件集电区由非透明变成内透明。本论文首次对600V平面栅内透明集电极IGBT(ITC-IGBT)的温度特性进行了仿真研究,并与传统PT-IGBT进行了比较。仿真结果表明,ITC-IGBT不仅技术折衷曲线明显优于PT-IGBT,且电流零温度系数点以及关断损耗随温度的增加率也比PT-IGBT要低,这说明ITC-IGBT不仅具有优良的电参数指标,同时具有良好的热稳定性。是一类颇具潜力的低压快速IGBT。