SPT薄穿通IGBT的設(shè)計.pdf

1、SPT-IGBT（Soft Punch-Through IGBT）革命性的制造工藝和結(jié)構(gòu)為其帶來了功耗低、功率處理能力強(qiáng)、速度快、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，較大程度的發(fā)揮了硅片的性能，成為了IGBT以后的發(fā)展方向。但由于SPT-IGBT的制造是基于薄片工藝來實現(xiàn)的，因此工藝步驟精確度要求高，工藝設(shè)備復(fù)雜，作為商業(yè)機(jī)密目前只為幾家半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)巨頭所有。針對此問題，國內(nèi)外眾多半導(dǎo)體器件工作者進(jìn)行了廣泛關(guān)注和深入研究，當(dāng)前工作主要集中在新理論結(jié)構(gòu)和新工藝

2、開發(fā)兩個方面。
　　本文圍繞SPT技術(shù)新理論、新結(jié)構(gòu)和新器件結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。提出了新的理念－結(jié)合寬禁帶半導(dǎo)體材料和SPT技術(shù)的理論，并詳細(xì)介紹了目前應(yīng)用最廣的兩種寬禁帶半導(dǎo)體材料GaN和SiC的基礎(chǔ)理論以及其應(yīng)用的范圍。除此之外，基于目前的國內(nèi)工藝制造水平對SPT-IGBT的工藝進(jìn)行了研究，提出了首創(chuàng)的改進(jìn)和優(yōu)化措施，分析器件耐壓特性及靜態(tài)特性，討論相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)對器件性能的影響，并進(jìn)行模擬驗證。
　　第一，提出在SPT技術(shù)中采

3、用寬禁帶半導(dǎo)體的理論。該理論基于寬禁帶高可靠性的理論，通過結(jié)合SPT技術(shù)進(jìn)一步提高擊穿電壓以及工藝可靠性。由于寬禁帶半導(dǎo)體能承受更高的擊穿電場，高溫高頻特性優(yōu)良，在SPT-IGBT中如果應(yīng)用部分改型材料則可以優(yōu)化耐壓和導(dǎo)通電阻的折中，不需要電場截止緩沖層也能達(dá)到同樣耐壓。SPT技術(shù)結(jié)合寬禁帶半導(dǎo)體材料的理論，它突破了傳統(tǒng)SPT技術(shù)的局限，是優(yōu)化設(shè)計新一代IGBT耐壓的普適理論。
　　第二，在SPT技術(shù)指導(dǎo)下，提出了幾種新的工藝型S