單芯片集成IPM中600V SOI-LIGBT器件的優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、絕緣體上硅(Silicon on Insulator，SOI)橫向絕緣柵雙極型晶體管(Lateral Insulated Gate BipolarTransistor，LIGBT)是一種由寄生MOS管和寄生PNP管結(jié)合而成的達林頓結(jié)構(gòu)，它具有耐壓高、導(dǎo)通電阻低、驅(qū)動電流能力強和開關(guān)速度快等優(yōu)點，在變頻電機用單芯片集成智能功率模塊(IntelligentPower Modular，IPM)中有廣泛的應(yīng)用，而且SOI-LIGBT是IPM模塊

2、中最核心的器件之一，因此對SOI-LIGBT器件的研究具有重要意義。
　　本文旨在優(yōu)化設(shè)計出能夠應(yīng)用于單芯片集成IPM中的600V SOI-LIGBT器件。本文先分析了SOI-LIGBT的工作原理和設(shè)計理論，對幾種SOI-LIGBT改進結(jié)構(gòu)作了方案比較，并結(jié)合實際工藝條件，選取本文SOI-LIGBT的初始結(jié)構(gòu)為帶有電阻場板的結(jié)構(gòu)。在初始結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，借助工藝模擬軟件和電學(xué)特性仿真軟件Sentaurus TCAD的輔助，依次對SOI

3、-LIGBT器件的擊穿電壓、閾值電壓、特征導(dǎo)通電阻、飽和電流和關(guān)斷時間等基本電學(xué)參數(shù)進行優(yōu)化設(shè)計。器件優(yōu)化完成后，基于華潤上華0.5μm SOI BCD工藝線，開發(fā)出600V SOI-LIGBT的工藝制作流程，并運用Cadence軟件完成器件的版圖設(shè)計工作。
　　本文最終優(yōu)化設(shè)計的SOI-LIGBT基本電學(xué)特性為：關(guān)態(tài)擊穿電壓BV為609V，閾值電壓Vth為3V，特征導(dǎo)通電阻RonA為27mΩ·cm2，開態(tài)飽和電流Ion為8.9×