分裂FP结构的IGBT设计
发布时间：2021-06-17 15:09
IGBT是功率电子系统的核心组件,广泛应用于智能电网、轨道交通、风力发电以及电动汽车领域,随着全球能源转型与节能环保理念的普及,IGBT势必拥有更加广阔的发展空间。迄今,IGBT的研究热点集中在导通电压和关断损耗的折中关系、阻断能力和短路能力等方向,基于此,文中提出了分裂FP结构的IGBT拟提升IGBT性能,主要工作如下:1.提出了一种分裂FP结构的IGBT,该结构将单一的浮空P区分为三个,并通过浮空P区在开关过程中的电位变化的特点,在浮空P区中引入可自动开启和关闭的PNP三极管空穴泄放通路。在IGBT导通时关断泄放通路,保证IGBT的电导调制效应;IGBT关断状态下,开启泄放通路,降低关断损耗,优化了IGBT的VCEsat-Eoff折中关系。同时所提结构能有效降低密勒电容,也可以有效减小开启时间,并且在关断情况下能降低浮空P区电位,屏蔽槽栅底部电场,增强了阻断能力。文中还对所提结构进行了关键结构参数的设计和仿真,并进行了深入分析。2.分裂FP结构IGBT的工艺与版图设计。针对所提结构,建立了工艺制程,同时借助TCAD仿真工具对N-漂移区厚度...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
英飞凌公司IGBT的发展路线[11]
IEGT与FP-IGBT结构
第一章绪论5时，漂移区与CS层之间由于掺杂浓度不同产生势垒，阻碍空穴从发射极流出，使空穴在CS层下堆积，提高了该区域的载流子浓度，从而使器件的导通压降减小[18]。(a)(b)图1-3IEGT与FP-IGBT结构。(a)IEGT结构示意图[13]；(b)FloatingP-baseIGBT结构示意图[14](a)(b)图1-4CSTBT与HiGT结构示意图。(a)CSTBT结构示意图[17]；(b)HiGT结构示意图[19]与三菱公司类似的结构还有日立公司提出的高导电率IGBT(High-conductivityIGBT,HiGT)，其结构如图1-4（b）所示[19]。其结构原理与CSTBT相似，都是在P-body下增加一层N型空穴阻挡层，也可以有效的减小导通压降。但这类结构也存在着一些缺陷，由于CS层的增加，导致在阻断状态下，由CS层与漂移区形成的N+N结会产生高电场，因此削弱了其阻断特性。为了进一步降低损耗，降低EMI噪声的影响，日立公司TaigaArai等人提出分离浮空P区IGBT(SeparateFloatingp-Layer,SFP)，如图1-5（a）所示[20]。其结
【参考文献】：
期刊论文
[1]IGBT载流子增强技术发展概述[J]. 沈千行,张须坤,张广银,杨飞,谭骥,田晓丽,卢烁今,朱阳军. 半导体技术. 2016(10)
[2]绝缘栅双极型晶体管的研究进展[J]. 张金平,李泽宏,任敏,陈万军,张波. 中国电子科学研究院学报. 2014(02)
[3]功率半导体器件与功率集成技术的发展现状及展望[J]. 孙伟锋,张波,肖胜安,苏巍,成建兵. 中国科学:信息科学. 2012(12)
硕士论文
[1]IGBT短路关断能力与关键技术研究[D]. 彭鑫.电子科技大学 2019
本文编号：3235429
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
英飞凌公司IGBT的发展路线[11]
IEGT与FP-IGBT结构
第一章绪论5时，漂移区与CS层之间由于掺杂浓度不同产生势垒，阻碍空穴从发射极流出，使空穴在CS层下堆积，提高了该区域的载流子浓度，从而使器件的导通压降减小[18]。(a)(b)图1-3IEGT与FP-IGBT结构。(a)IEGT结构示意图[13]；(b)FloatingP-baseIGBT结构示意图[14](a)(b)图1-4CSTBT与HiGT结构示意图。(a)CSTBT结构示意图[17]；(b)HiGT结构示意图[19]与三菱公司类似的结构还有日立公司提出的高导电率IGBT(High-conductivityIGBT,HiGT)，其结构如图1-4（b）所示[19]。其结构原理与CSTBT相似，都是在P-body下增加一层N型空穴阻挡层，也可以有效的减小导通压降。但这类结构也存在着一些缺陷，由于CS层的增加，导致在阻断状态下，由CS层与漂移区形成的N+N结会产生高电场，因此削弱了其阻断特性。为了进一步降低损耗，降低EMI噪声的影响，日立公司TaigaArai等人提出分离浮空P区IGBT(SeparateFloatingp-Layer,SFP)，如图1-5（a）所示[20]。其结
【参考文献】：
期刊论文
[1]IGBT载流子增强技术发展概述[J]. 沈千行,张须坤,张广银,杨飞,谭骥,田晓丽,卢烁今,朱阳军. 半导体技术. 2016(10)
[2]绝缘栅双极型晶体管的研究进展[J]. 张金平,李泽宏,任敏,陈万军,张波. 中国电子科学研究院学报. 2014(02)
[3]功率半导体器件与功率集成技术的发展现状及展望[J]. 孙伟锋,张波,肖胜安,苏巍,成建兵. 中国科学:信息科学. 2012(12)
硕士论文
[1]IGBT短路关断能力与关键技术研究[D]. 彭鑫.电子科技大学 2019
本文编号：3235429
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3235429.html
