逆导型非穿通绝缘栅双极晶体管仿真 被引量：1

1

作者 杨坤进 汪德文 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第7期517-520,529,共5页

仿真了逆导型(RC)非穿通-绝缘栅双极晶体管(NPT-IGBT)的器件结构及其"折回效应"现象的I-V特性曲线,研究了一些器件重要结构参数(背面阳极n+区域与p+区域尺寸比例Ln/Lp以及n-漂移区厚度)对所仿真的逆导型NPT-IGBT器件电流"... 仿真了逆导型(RC)非穿通-绝缘栅双极晶体管(NPT-IGBT)的器件结构及其"折回效应"现象的I-V特性曲线,研究了一些器件重要结构参数(背面阳极n+区域与p+区域尺寸比例Ln/Lp以及n-漂移区厚度)对所仿真的逆导型NPT-IGBT器件电流"折回效应"的影响。用"MOSFET+pin二极管"等效电路模型分析了仿真结果中得到的结论。结果表明,Ln/Lp与n-漂移区厚度对"折回效应"幅度影响显著。在n-漂移区厚度为60μm时,Ln/Lp尺寸比例在5/11和2/14(μm/μm)之间,"折回效应"幅度较低,并且反向二极管具有导通能力,可以成为对应RC-NPT-IGBT的工艺窗口;在n-漂移区厚度达到150μm时,"折回效应"接近消失,Ln/Lp尺寸比例可以有更宽的选择。 展开更多

关键词 绝缘栅双极晶体管(IGBT) 非穿通型(NPT) 逆向导通(RC) “折回效应” 电导调制效应

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550 V无电压折回逆导型横向绝缘栅双极晶体管器件设计

2

作者 杨瑞丰 《电子产品世界》 2020年第9期73-75,79,共4页

逆导型横向绝缘栅双极晶体管(RC-LIGBT)由于高电流密度、小封装成本等优点,成为了功率器件领域内主流器件之一,然而其会受到电压折回现象的不利影响。本文提出了一种基于绝缘体上硅技术的RCLIGBT器件,将续流二极管集成在位于埋氧层下的... 逆导型横向绝缘栅双极晶体管(RC-LIGBT)由于高电流密度、小封装成本等优点,成为了功率器件领域内主流器件之一,然而其会受到电压折回现象的不利影响。本文提出了一种基于绝缘体上硅技术的RCLIGBT器件,将续流二极管集成在位于埋氧层下的衬底,利用埋氧层的隔离特性实现了IGBT与续流二极管之间的电学隔离,进而实现了完全消除电压折回现象。仿真结果显示:在几乎相同的耐压和反向导通能力下,由于更小的器件尺寸,本文提出的器件获得了更高的电流密度;本文器件的导通压降与关断损耗分别相比于传统器件降低14.4%和62.2%,实现了更好的导通压降与关断损耗的折中。 展开更多

关键词 逆导型横向绝缘栅双极晶体管 电压折回现象 绝缘体上硅 导通压降 关断损耗

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基于高压大电流模块应用的3300V软穿通快速IGBT的设计

3

作者 王柳敏 金锐 +2 位作者 谢刚 于佳泓 盛况 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期45-51,共7页

设计了3 300V/50A的软穿通型IGBT芯片(SPT IGBT),利用数值仿真软件MEDICI对其各项特性进行了仿真研究,包括静态特性、开关特性、动态雪崩特性、短路特性、电容特性和闩锁特性,在满足设计需求的同时重点进行动态失效特性仿真,验证了该器... 设计了3 300V/50A的软穿通型IGBT芯片(SPT IGBT),利用数值仿真软件MEDICI对其各项特性进行了仿真研究,包括静态特性、开关特性、动态雪崩特性、短路特性、电容特性和闩锁特性,在满足设计需求的同时重点进行动态失效特性仿真,验证了该器件的可靠性。仿真结果显示,器件的额定工作电流为50A、正向阻断电压为4 178.8V、阈值电压VTH为7.8V、导通压降为2.67V、短路电流为857A、工作电流为100A时的雪崩耐量为1.755J。利用局域载流子寿命控制的方法对器件进行优化后,器件的正向阻断电压仍为4 178.8V,导通压降为4.13V,没有明显的改变,关断时间由6 725.75ns降低到了1 006.49ns,关断速度提高了568%,大大提高了器件的性能,降低了损耗。 展开更多

关键词 高压大电流 软穿通型绝缘栅双极型晶体管 动态失效 快速 局域载流子寿命

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基于Hefner模型的SPT+型IGBT改进通态数学模型 被引量：1

4

作者 孙志宇 魏晓光 +1 位作者 赵志斌 周万迪 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期492-499,共8页

新一代增强平面栅软穿通型(Soft Punch Through+,SPT+)IGBT采用了阴极侧载流子浓度增强技术,降低了通态损耗.现有仿真模型大多是基于典型穿通型(Punch Through,PT)IGBT建立的,无法准确描述SPT+型IGBT的通态特性.本文在现有PT模型的基础... 新一代增强平面栅软穿通型(Soft Punch Through+,SPT+)IGBT采用了阴极侧载流子浓度增强技术,降低了通态损耗.现有仿真模型大多是基于典型穿通型(Punch Through,PT)IGBT建立的,无法准确描述SPT+型IGBT的通态特性.本文在现有PT模型的基础上,结合SPT+型IGBT的结构特点和工作特性,将基区分为PIN区和PNP区两个部分,对阴极侧载流子分布进行优化,提出一种改进的SPT+型IGBT稳态模型.通过新旧模型的仿真波形与实测波形的对比,验证了改进模型的准确性. 展开更多

关键词 绝缘栅双极型晶体管 SPT+ 载流子存储层 通态数学模型

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一种带有p型阻挡层的新型阳极短路IGBT结构

5

作者 于佳弘 李涵悦 +3 位作者 谢刚 王柳敏 金锐 盛况 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第9期679-683,共5页

提出了一种可应用于高压绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块的新型阳极短路IGBT结构。在n型截止区设计一个p型阻挡层,增加了集电极区域的短路电阻,从而完全消除传统阳极短路型IGBT开启时正向导通压降的回跳效应。p型阻挡层的位置对消除导通... 提出了一种可应用于高压绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块的新型阳极短路IGBT结构。在n型截止区设计一个p型阻挡层,增加了集电极区域的短路电阻,从而完全消除传统阳极短路型IGBT开启时正向导通压降的回跳效应。p型阻挡层的位置对消除导通压降回跳现象至关重要。详细讨论了p型阻挡层的高度、宽度和水平位置对器件电学特性的影响。仿真结果表明,将一个传统结构的阳极短路型IGBT和一个具有高度为4μm、宽度为3μm的p型阻挡层的新型阳极短路型IGBT结构对比,在门极驱动电压为15 V的情况下,器件的正向导通压降从传统的4.60 V下降到3.95 V,关断时间从354 ns减少到305 ns。所提出的新结构能进一步有效折中IGBT器件正向压降与关断时间的矛盾关系。 展开更多

关键词 回跳现象 阳极短路绝缘栅双极型晶体管(IGBT) p型阻挡层 正向导通压降 关断时间

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一种部分超结型薄层SOI LIGBT器件的研究

6

作者 周淼 汤亮 +2 位作者 何逸涛 陈辰 周锌 《电子与封装》 2022年第9期74-79,共6页

基于介质场增强(ENDIF)理论,提出了一种部分超结型薄硅层SOI横向绝缘栅双极型晶体管(PSJ SOI LIGBT)。分析了漂移区注入剂量和超结区域位置对器件耐压性能的影响,并在工艺流程中结合线性变掺杂技术和超结技术,使该器件实现了高垂直方向... 基于介质场增强(ENDIF)理论,提出了一种部分超结型薄硅层SOI横向绝缘栅双极型晶体管(PSJ SOI LIGBT)。分析了漂移区注入剂量和超结区域位置对器件耐压性能的影响,并在工艺流程中结合线性变掺杂技术和超结技术,使该器件实现了高垂直方向耐压和低导通电阻。测试结果表明,该器件的耐压达到816 V,比导通电阻仅为12.5Ω·mm^(2)。 展开更多

关键词 介质场增强理论 横向绝缘栅双极型晶体管 线性变掺杂技术 超结 击穿电压 比导通电阻

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缓变场终止型IGBT特性的仿真 被引量：2

7

作者 匡勇 贾云鹏 +4 位作者 金锐 吴郁 屈静 苏洪源 李蕊 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期29-33,43,共6页

为改善场终止型绝缘栅双极型晶体管（FS-IGBT）电场终止能力的可靠性,对一种缓变场终止型绝缘栅双极型晶体管（GFS-IGBT）的特性进行了仿真研究。与传统FS-IGBT的突变场终止层不同,GFS-IGBT所具有的场终止层是一个厚度为20-30μm,峰值... 为改善场终止型绝缘栅双极型晶体管（FS-IGBT）电场终止能力的可靠性,对一种缓变场终止型绝缘栅双极型晶体管（GFS-IGBT）的特性进行了仿真研究。与传统FS-IGBT的突变场终止层不同,GFS-IGBT所具有的场终止层是一个厚度为20-30μm,峰值掺杂浓度为3.5×10^15cm^-3的缓变场终止层。采用Sentaurus TCAD仿真软件,对600 V/20 A的FS-IGBT与GFS-IGBT和非穿通型IGBT（NPT-IGBT）在导通、开关和短路特性等方面进行了对比仿真。结果表明,在给定的参数范围内,GFS-IGBT具有更低的通态压降、良好的关断电压波形以及更小的关断能耗。最后介绍了一种针对600 V IGBT器件的缓变场终止结构的制造技术。 展开更多

关键词 缓变掺杂 绝缘栅双极型晶体管(IGBT) 通态压降 关断损耗 场终止结构

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电荷耦合内透明集电极IGBT设计与仿真

8

作者 李哲 胡冬青 +4 位作者 金锐 贾云鹏 谭健 周璇 赵豹 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期107-113,158,共8页

针对沟槽型绝缘栅双极型晶体管(IGBT)栅电容较大、开关速度较慢的问题,基于内透明集电极(ITC)技术,将电荷耦合(CC)的思想应用于槽栅IGBT中。采用仿真工具MEDICI对电荷耦合内透明集电极IGBT(CC-ITC-IGBT)的击穿特性、导通特性和开关特性... 针对沟槽型绝缘栅双极型晶体管(IGBT)栅电容较大、开关速度较慢的问题,基于内透明集电极(ITC)技术,将电荷耦合(CC)的思想应用于槽栅IGBT中。采用仿真工具MEDICI对电荷耦合内透明集电极IGBT(CC-ITC-IGBT)的击穿特性、导通特性和开关特性等进行了仿真研究,重点研究了电荷耦合区掺杂浓度和局域载流子寿命控制区(LCLC)载流子寿命对器件性能的影响,并和普通的槽栅内透明集电极IGBT进行了对比。结果表明,在给定的参数范围内,新结构在快速关断区域折中特性曲线更好,在低导通压降区域,优势变得不太明显,因而电荷耦合内透明集电极IGBT更适合做快速关断型。 展开更多

关键词 绝缘栅双极型晶体管 电荷耦合 内透明集电极 导通压降 折中特性

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IGBT载流子增强技术发展概述 被引量：2

9

作者 沈千行 张须坤 +5 位作者 张广银 杨飞 谭骥 田晓丽 卢烁今 朱阳军 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第10期751-758,778,共9页

发射极载流子增强技术作为绝缘栅双极型晶体管(IGBT)器件所特有的技术手段,是进一步改善IGBT导通饱和压降和关断损耗折中性能的关键所在。在经历了20多年的发展之后,发射极载流子浓度增强的技术无论从结构和性能上都得到了巨大的提升。... 发射极载流子增强技术作为绝缘栅双极型晶体管(IGBT)器件所特有的技术手段,是进一步改善IGBT导通饱和压降和关断损耗折中性能的关键所在。在经历了20多年的发展之后,发射极载流子浓度增强的技术无论从结构和性能上都得到了巨大的提升。概述了IGBT载流子增强技术的发展过程,针对IGBT中的载流子分布,分析了载流子增强技术的物理机制,介绍了传统载流子增强技术所采用的器件结构及实现方法,包括注入增强型绝缘栅双极型晶体管(IEGT),载流子存储层结构的沟槽型双极型晶体管(CSTBT),高导电率IGBT(Hi GT),平面增强结构IGBT,以及最近几年较新型的介质阻挡层IGBT,局部窄台面IGBT,p型埋层CSTBT等。着重讨论了每种器件的结构特点以及性能上的改善。载流子增强技术将是新一代IGBT器件设计的一个主要技术手段。 展开更多

关键词 绝缘栅双极型晶体管(IGBT) 载流子 增强技术 空穴积累 通态压降

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IGBT驱动关键技术研究 被引量：6

10

作者 王博 郝湘路 马仲智 《电子产品世界》 2016年第8期68-70,76,共4页

为解决中、大功率等级IGBT的可靠驱动问题,本文提出了驱动电路的关键参数设计方案。同时,在变流器极端工况下研究了IGBT的相关特性,提出了极端工况IGBT的保护措施,包括IGBT栅极电压应力防护、VCE电压应力抑制、过流与短路等工况的保护... 为解决中、大功率等级IGBT的可靠驱动问题,本文提出了驱动电路的关键参数设计方案。同时,在变流器极端工况下研究了IGBT的相关特性,提出了极端工况IGBT的保护措施,包括IGBT栅极电压应力防护、VCE电压应力抑制、过流与短路等工况的保护措施及工作原理。对电压应力抑制的关键方案:有源钳位、高级有源钳位、软关断等特性进行理论分析,并给出解决实际问题的应用电路。通过双脉冲试验验证了文中提出的相关理论的科学性以及给出的解决方案的可行性。 展开更多

关键词 绝缘栅双极型晶体管 电压应力 有源钳位 软关断

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IGBT在新能源汽车中的应用(上) 被引量：1

11

作者 刘春晖 《汽车维修与保养》 2020年第9期73-76,共4页

近年来,新型功率开关器件IGBT(图1)已逐渐被人们所认识,IGBT是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件(图2),IGBT是Insulated Gate Bipolar Transistor的缩写形式,是绝缘栅双极型晶体管... 近年来,新型功率开关器件IGBT(图1)已逐渐被人们所认识,IGBT是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件(图2),IGBT是Insulated Gate Bipolar Transistor的缩写形式,是绝缘栅双极型晶体管。与以前的各种电力电子器件相比,IGBT具有以下特点:(1)高输入阻抗,可采用通用低成本的驱动线路;(2)高速开关特性,导通状态低损耗。 展开更多

关键词 绝缘栅双极型晶体管 功率半导体器件 新能源汽车 电力电子器件 导通状态 场效应管 开关特性 高输入阻抗

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华润上华600V和1700V lGBT工艺平台开发成功

12

《中国集成电路》 2012年第6期3-3,共1页

华润微电子有限公司旗下的华润上华科技有限公司（后简称“华润上华”）宣布已开发完成600V和1700VPlanarNPTIGBT（平面非穿通型绝缘栅双极晶体管）以及600VTrenchPTIGBT（沟槽穿通型绝缘栅双极晶体管）工艺平台，各项参数均达到设计要... 华润微电子有限公司旗下的华润上华科技有限公司（后简称“华润上华”）宣布已开发完成600V和1700VPlanarNPTIGBT（平面非穿通型绝缘栅双极晶体管）以及600VTrenchPTIGBT（沟槽穿通型绝缘栅双极晶体管）工艺平台，各项参数均达到设计要求，并顺利通过可靠性考核。 展开更多

关键词 平台开发 LGBT 工艺 绝缘栅双极晶体管 非穿通型 可靠性考核 微电子

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下一代650V产品系列：NPTIGBT

13

《世界电子元器件》 2013年第10期23-23,共1页

美高森美推出650V非穿通犁（NPT）绝缘栅双极晶体管（IGBT）产品，备有45A、70A和95A额定电流型款。美高森美全新NPTIGBT产品系列专为严苛环境工作而设计，尤其适用于太阳能逆变器、焊接机和开关电源等工业产品。

关键词 品系 绝缘栅双极晶体管 工业产品 环境工作 开关电源 非穿通 电流型 逆变器

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IGBT功率器件参数测试

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作者 查海辉 《中国集成电路》 2018年第7期73-76,共4页

IGBT（绝缘栅双极型晶体管）是电力控制和电力转换的核心器件，是由BJT（双极型晶体管）和MOS（绝缘栅型场效应管）组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，具有高输入阻抗、低导通压降、高速开关特性和低导通状态损耗等特点，非常... IGBT（绝缘栅双极型晶体管）是电力控制和电力转换的核心器件，是由BJT（双极型晶体管）和MOS（绝缘栅型场效应管）组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，具有高输入阻抗、低导通压降、高速开关特性和低导通状态损耗等特点，非常适合高电压和高电流的光伏逆变器、储能装置和新能源汽车等电力电子应用。 展开更多

关键词 IGBT功率器件 参数测试 绝缘栅双极型晶体管 功率半导体器件 电力控制 导通压降 高输入阻抗 新能源汽车

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