高压低功耗IGBT器件新结构与机理研究

发布时间：2022-04-16 08:41

　　被称为电力电子装置和系统之核的功率半导体器件IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）具有高输入阻抗、低驱动功率、高击穿电压（BV）及低功率损耗等诸多优点。特别是LIGBT（Lateral IGBT）器件因便于集成,常在智能功率集成电路中使用。双极型器件LIGBT因电导调制效应而具有低的导通压降(V_on),但同时也给器件的关断带来负担,造成电流拖尾时间较长,关断损耗(E_off)较大,因此LIGBT器件的E_off和V_on两者之间存有矛盾关系。为了加快LIGBT的关断进而降低E_off,引入了短路阳极结构,却又在正向导通的过程中带来新的问题——电压折回Snapback现象。为此,本文将提出两种新的LIGBT器件结构。1.提出一种阳极具有NPN结构的双槽LIGBT器件。其主要特征为:在阳极侧引入一个NPN（N+阳极\P-well\N-buffer）结构,阴极侧引入双槽和N型载流子存储层（N-CS）。首先,正向导通时,NPN结构的薄基区P-well作为... 

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究工作的背景与意义
    1.2 快速关断LIGBT简述
    1.3 沟槽LIGBT简述
    1.4 本文主要研究工作
第二章 LIGBT机理与低功耗技术
    2.1 LIGBT工作机理与器件特性
        2.1.1 正向I-V特性
        2.1.2 阻断特性
        2.1.3 关断特性
    2.2 降低LIGBT功耗的典型技术
        2.2.1 短路阳极技术
        2.2.2 沟槽技术
    2.3 本章小结
第三章 阳极具有NPN结构的双槽LIGBT器件特性研究
    3.1 结构特征与机理分析
    3.2 静态特性仿真设计
        3.2.1 正向I-V特性
        3.2.2 正向阻断特性
    3.3 关断特性仿真设计
    3.4 工艺方案设计
    3.5 本章小结
第四章 分段P埋层短路阳极SOI-LIGBT器件特性研究
    4.1 结构特征与机理分析
    4.2 静态特性仿真设计
        4.2.1 正向导通特性
        4.2.2 正向阻断特性
    4.3 关断特性仿真设计
    4.4 器件的改进
        4.4.1 PBL SPL LIGBT的结构及机理
        4.4.2 PBL SPL LIGBT的性能分析
    4.5 本章小结
第五章 结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3645953