IGBT是功率電子系統(tǒng)的核心組件,廣泛應(yīng)用于智能電網(wǎng)、軌道交通、風(fēng)力發(fā)電以及電動汽車領(lǐng)域,隨著全球能源轉(zhuǎn)型與節(jié)能環(huán)保理念的普及,IGBT勢必?fù)碛懈訌V闊的發(fā)展空間。迄今,IGBT的研究熱點集中在導(dǎo)通電壓和關(guān)斷損耗的折中關(guān)系、阻斷能力和短路能力等方向,基于此,文中提出了分裂FP結(jié)構(gòu)的IGBT擬提升IGBT性能,主要工作如下:1.提出了一種分裂FP結(jié)構(gòu)的IGBT,該結(jié)構(gòu)將單一的浮空P區(qū)分為三個,并通過浮空P區(qū)在開關(guān)過程中的電位變化的特點,在浮空P區(qū)中引入可自動開啟和關(guān)閉的PNP三極管空穴泄放通路。在IGBT導(dǎo)通時關(guān)斷泄放通路,保證IGBT的電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng);IGBT關(guān)斷狀態(tài)下,開啟泄放通路,降低關(guān)斷損耗,優(yōu)化了IGBT的V_CEsat-E_off折中關(guān)系。同時所提結(jié)構(gòu)能有效降低密勒電容,也可以有效減小開啟時間,并且在關(guān)斷情況下能降低浮空P區(qū)電位,屏蔽槽柵底部電場,增強了阻斷能力。文中還對所提結(jié)構(gòu)進(jìn)行了關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計和仿真,并進(jìn)行了深入分析。2.分裂FP結(jié)構(gòu)IGBT的工藝與版圖設(shè)計。針對所提結(jié)構(gòu),建立了工藝制程,同時借助TCAD仿真工具對N-漂移區(qū)厚度... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

英飛凌公司IGBT的發(fā)展路線[11]

IEGT與FP-IGBT結(jié)構(gòu)

第一章緒論5時，漂移區(qū)與CS層之間由于摻雜濃度不同產(chǎn)生勢壘，阻礙空穴從發(fā)射極流出，使空穴在CS層下堆積，提高了該區(qū)域的載流子濃度，從而使器件的導(dǎo)通壓降減小[18]。(a)(b)圖1-3IEGT與FP-IGBT結(jié)構(gòu)。(a)IEGT結(jié)構(gòu)示意圖[13]；(b)FloatingP-baseIGBT結(jié)構(gòu)示意圖[14](a)(b)圖1-4CSTBT與HiGT結(jié)構(gòu)示意圖。(a)CSTBT結(jié)構(gòu)示意圖[17]；(b)HiGT結(jié)構(gòu)示意圖[19]與三菱公司類似的結(jié)構(gòu)還有日立公司提出的高導(dǎo)電率IGBT(High-conductivityIGBT,HiGT)，其結(jié)構(gòu)如圖1-4（b）所示[19]。其結(jié)構(gòu)原理與CSTBT相似，都是在P-body下增加一層N型空穴阻擋層，也可以有效的減小導(dǎo)通壓降。但這類結(jié)構(gòu)也存在著一些缺陷，由于CS層的增加，導(dǎo)致在阻斷狀態(tài)下，由CS層與漂移區(qū)形成的N+N結(jié)會產(chǎn)生高電場，因此削弱了其阻斷特性。為了進(jìn)一步降低損耗，降低EMI噪聲的影響，日立公司TaigaArai等人提出分離浮空P區(qū)IGBT(SeparateFloatingp-Layer,SFP)，如圖1-5（a）所示[20]。其結(jié)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]IGBT載流子增強技術(shù)發(fā)展概述[J]. 沈千行,張須坤,張廣銀,楊飛,譚驥,田曉麗,盧爍今,朱陽軍.  半導(dǎo)體技術(shù). 2016(10)
[2]絕緣柵雙極型晶體管的研究進(jìn)展[J]. 張金平,李澤宏,任敏,陳萬軍,張波.  中國電子科學(xué)研究院學(xué)報. 2014(02)
[3]功率半導(dǎo)體器件與功率集成技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J]. 孫偉鋒,張波,肖勝安,蘇巍,成建兵.  中國科學(xué):信息科學(xué). 2012(12)

碩士論文
[1]IGBT短路關(guān)斷能力與關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 彭鑫.電子科技大學(xué) 2019



本文編號：3235429