本文關鍵詞：一種1200V場截止型IGBT的優(yōu)化設計與測試

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【摘要】：隨著國內經(jīng)濟的高速增長,新能源產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,能源也必須獲得更高效的利用。因此需要對現(xiàn)有的功率器件進行改進,從而降低器件自身能耗,使得能源消耗減少。而絕緣柵雙極性晶體管(IGBT)作為一種擁有高耐壓,低導通壓降等優(yōu)良電學特性的功率器件,在電力電子領域中發(fā)揮著重要作用,擁有廣闊的應用前景。然而由于國內目前比較欠缺新一代IGBT技術(如場截止技術,溝槽柵技術),導致在很多關乎到國計民生的領域中受制于人,亟需IGBT技術的國產(chǎn)化。基于此,對IGBT場截止技術的研究有著重大意義。而針對IGBT的場截止技術的研究,本文重點探討場截止層的濃度分布,其主要內容為:1.簡單概述IGBT的基本理論以及各項新技術的發(fā)展:如場截止技術,載流子存儲技術,注入增強技術等,并重點分析場截止技術中器件結構參數(shù)對性能的影響,從而對器件的優(yōu)化進行理論指導。2.為了確定器件的正面結構,先在現(xiàn)有的工藝條件下,確定了工藝流程。接下來利用仿真軟件Sentaurus TCAD進行了1200VNPT-IGBT的工藝建模并進行電學參數(shù)特性模擬以便優(yōu)化器件結構的正面參數(shù)并作為對比對象與后續(xù)器件結構進行對比。3.在已經(jīng)確定的正面工藝模型的基礎上,通過模擬場截止(FS)層的濃度分布(雙峰分布)進行結構背面建模,并與實際流片測試結果進行比對來驗證建立的模型的準確性。4.將建立好的FS-IGBT模型的電學特性模擬結果與NPT-IGBT進行對比從而便于探討場截止技術的優(yōu)劣之處以及后續(xù)對工藝流程和參數(shù)的改進,為器件的大規(guī)模制造生產(chǎn)提供參考。
【關鍵詞】：IGBT FS結構 雙峰分布 電學特性
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN322.8
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 IGBT的發(fā)明背景9
• 1.2 各項改進IGBT的新技術介紹9-14
• 1.3 IGBT的應用前景與研究態(tài)勢14
• 1.4 本文的主要工作14-16
• 第二章 場截止技術簡介16-26
• 2.1 IGBT的基本結構與工作原理16-22
• 2.1.1 IGBT的靜態(tài)電學特性17-19
• 2.1.2 IGBT的動態(tài)電學特性19-21
• 2.1.3 閂鎖效應21-22
• 2.2 場截止技術原理22-24
• 2.3 場截止層對IGBT電學特性的影響24-25
• 2.4 本章小結25-26
• 第三章 1200VFS-IGBT元胞設計與建模26-36
• 3.1 工藝流程設計27-29
• 3.2 NPT-IGBT模型的建立29-30
• 3.3 背面工藝流程設計30-31
• 3.4 FS-IGBT模型的建立31-35
• 3.5 本章小結35-36
• 第四章 電學特性模擬與實際測試結果對比36-55
• 4.1 電學特性模擬電路36-39
• 4.2 NPT-IGBT電學特性模擬與測試結果對比39-43
• 4.3 FS-IGBT電學特性模擬與測試結果對比43-53
• 4.3.1 具有單峰分布場截止層的FS-IGBT44-48
• 4.3.2 具有雙峰分布場截止層的FS-IGBT48-53
• 4.4 分析53-54
• 4.5 本章小結54-55
• 第五章 場截止層濃度分布研究55-60
• 5.1 結構模型的建立55-57
• 5.2 電學特性模擬分析與結論57-59
• 5.3 本章小結59-60
• 第六章 全文總結與展望60-61
• 致謝61-62
• 參考文獻62-65
• 攻讀碩士學位期間取得的成果65-66

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本文編號：771979