浮空P区结构CSTBT的设计

发布时间：2023-03-11 02:29

　　随着功率半导体器件的不停发展,功率分立器件的日益种类繁多,包括二极管、三极管、MOS管、晶闸管、IGBT等等,这些器件各具特色,如果能够得到合理利用,基本可以满足不同领域的需求。以IGBT为代表,国外已经形成较为完善的产品供应链,这是由于国外众多科研单位、高校、研发机构早期的大量努力,到现在已经形成较为详细的指导理论。相较于国外,国内还需要做很多关于IGBT方面的设计过程,基于此,本论文提出设计一款浮空P区结构的CSTBT。本论文先介绍了IGBT商品化过程,主要表现为IGBT元胞结构的演变过程,然后分析新一代IGBT产品CSTBT元胞结构中使用的沟槽栅技术和载流子增强技术,之后又介绍了使用载流子增强技术的两种沟槽栅结构的IGBT,包括沟槽栅IEGT与沟槽栅CSTBT,分析了两种结构中关于增强载流子分布的一些措施,最后提出一款具有浮空P区结构的CSTBT。本论文在结合国内半导体制造厂可以提供的工艺条件下,设计出浮空P区结构的CSTBT元胞结构的工艺菜单,然后通过仿真工具调整N-漂移区、P型区、CS层、浮空P区、沟槽、元胞等区域中的关键工艺参数值,最后的元胞部分设计结果为耐压817V,导通...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 IGBT的发展概述
        1.1.1 第1代IGBT
        1.1.2 第2代IGBT
        1.1.3 第3代IGBT
        1.1.4 第4代IGBT
        1.1.5 第5代IGBT
    1.2 载流子增强技术发展概述
    1.3 本文的研究意义
    1.4 本文的主要工作
第二章 IGBT的基本理论
    2.1 平面栅IGBT的两种基本结构以及理论分析
    2.2 平面栅IGBT的正向导通特性
        2.2.1 MOS/PIN模型
        2.2.2 MOS/PNP模型
    2.3 平面栅IGBT的阻断特性
        2.3.1 正向阻断特性
        2.3.2 反向阻断特性
    2.4 平面栅IGBT的闩锁效应
    2.5 平面栅IGBT的开关特性
        2.5.1 平面栅IGBT的电容
    2.6 简介几种沟槽型IGBT
        2.6.1 沟槽栅IGBT简介
        2.6.2 沟槽栅IEGT简介
        2.6.3 CSTBT简介
        2.6.4 浮空P区结构CSTBT简介
    2.7 本章小结
第三章 浮空P区结构CSTBT元胞的设计
    3.1 工艺菜单设计
    3.2 浮空P区结构CSTBT元胞参数仿真
        3.2.1 N-漂移区参数
        3.2.2 P型区仿真
        3.2.3 CS层仿真
        3.2.4 FS层和P+集电极仿真
        3.2.5 沟槽结构仿真
        3.2.6 元胞宽度以及浮空P区宽度仿真
        3.2.7 浮空P区剂量仿真
        3.2.8 最终工艺
    3.3 浮空P区结构CSTBT关断特性仿真
    3.4 本章小结
第四章 浮空P区结构CSTBT版图的设计
    4.1 终端仿真
        4.1.1 多晶硅场板长度仿真
        4.1.2 场限环仿真
    4.2 版图绘制
    4.3 本章小结
第五章 结论
致谢
参考文献
攻读硕士期间获得的成果



本文编号：3759021