一種高可靠性的1200V IGBT的設(shè)計(jì).pdf

1、新型功率器件——絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）廣泛應(yīng)用于智能電網(wǎng)、電動(dòng)汽車(chē)、高速鐵路、家電產(chǎn)品和工業(yè)控制等領(lǐng)域，目前全球市場(chǎng)的IGBT都被國(guó)外公司（infineon、farchild、IR、Fuji等）壟斷，國(guó)內(nèi)的IGBT處于技術(shù)落后，特別是可靠性差的狀態(tài)。如何提升IGBT的可靠性，制造具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的IGBT產(chǎn)品，推向市場(chǎng)，是迫在眉睫的任務(wù)。
　　本論文是基于和國(guó)內(nèi)某知名半導(dǎo)體代工企業(yè)的合作項(xiàng)目，主要目的是研發(fā)一款具有高可靠性

2、的1200V IGBT，藉此希望能推動(dòng)IGBT的國(guó)產(chǎn)化。
　　1、進(jìn)行1200V IGBT的設(shè)計(jì)。包括工藝流程設(shè)計(jì)、器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（元胞和終端）、版圖設(shè)計(jì)和可靠性設(shè)計(jì)等工作。由于工藝設(shè)計(jì)、器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、版圖設(shè)計(jì)和可靠性設(shè)計(jì)是相互關(guān)聯(lián)的，設(shè)計(jì)時(shí)要綜合考慮。因此，首先建立了元胞和終端的工藝，然后結(jié)合仿真工具對(duì)工藝和器件結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，在考慮可靠性的同時(shí)反向?qū)に嚵鞒踢M(jìn)行再次設(shè)計(jì)，其后進(jìn)行器件的優(yōu)化設(shè)計(jì)和仿真，最終確定工藝和器件結(jié)構(gòu)參數(shù)，并

3、繪制版圖。其中，設(shè)計(jì)時(shí)需要分析的參數(shù)包括元胞大小、終端選取、注入劑量等等。
　　2、對(duì)上述設(shè)計(jì)的1200V IGBT進(jìn)行兩次流片測(cè)試，最終測(cè)試參數(shù)如下：器件耐壓約1400V，閾值電壓5V，正向壓降1.94V，開(kāi)關(guān)時(shí)間td(on):56ns、trise:157ns、td(off):385ns、tfall:101ns，滿(mǎn)足預(yù)設(shè)指標(biāo)要求。同時(shí)通過(guò)HTRB考核，短路時(shí)間為12μs，大于一般產(chǎn)品datasheet標(biāo)稱(chēng)值10μs。