600V單片IPM中高電流密度IGBT設(shè)計(jì).pdf

1、近些年來(lái)，功率集成電路得到了越來(lái)越多的關(guān)注。通過(guò)將高壓功率器件與低壓控制電路以及各種保護(hù)電路集成到一塊芯片上，可以有效降低系統(tǒng)成本，提高系統(tǒng)可靠性。超薄絕緣體上硅技術(shù)（SilicononInsulator,SOI)相對(duì)體硅及厚膜絕緣體上硅技術(shù)具有一系列優(yōu)勢(shì)，比如隔離工藝簡(jiǎn)單且可靠，寄生效應(yīng)小，少子器件的開(kāi)關(guān)速度高，可集成高壓功率器件。集成在超薄SOI上的橫向絕緣柵雙極型晶體管(LateralInsulatedGateBipolarTra

2、nsistor,LIGBT)是近乎理想的功率器件，擁有較低的導(dǎo)通壓降和極小的關(guān)斷損耗。唯一的缺憾是相對(duì)厚膜SOI-LIGBT，超薄SOI-LIGBT的電流能力有較大的降低。
　　本文主要設(shè)計(jì)出一種可以應(yīng)用于單芯片智能功率模塊(IntelligentPowerModule，IPM)的擁有大電流密度的超薄SOI-LIGBT器件。論文首先介紹了SOI-LIGBT的工作原理及超薄SOI-LIGBT的特點(diǎn)，并詳細(xì)闡述了超薄SOI結(jié)構(gòu)器件設(shè)計(jì)

3、技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，首先對(duì)器件基本二維結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，利用器件耐壓、閾值電壓、開(kāi)態(tài)電流、抗閂鎖性能之間的折中關(guān)系選擇二維結(jié)構(gòu)與工藝參數(shù)。接著通過(guò)將P阱分為多個(gè)獨(dú)立的多邊形模塊，提出一種三維多溝道超薄SOI-LIGBT改進(jìn)結(jié)構(gòu)，利用三維器件仿真模擬其電流特性、耐壓特性、抗閂鎖特性以及關(guān)斷特性，并與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比分析，基于上述二維與三維設(shè)計(jì)結(jié)果得到一組多溝道結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)，對(duì)比設(shè)計(jì)指標(biāo)與模擬結(jié)果。最后簡(jiǎn)要分析了器件制造的工藝流程，繪制版