新型IGBT器件的設(shè)計(jì)與建模.pdf

1、絕緣柵雙極晶體管IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)由于結(jié)合了MOSFET和BJT各自的優(yōu)點(diǎn)，表現(xiàn)出開(kāi)關(guān)速度高、飽和壓降低和可耐高壓、大電流等優(yōu)良特性，是一種用途十分廣泛的半導(dǎo)體功率器件，許多領(lǐng)域已經(jīng)逐步取代了電力晶體管(GTR)和電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)IGBT產(chǎn)品的需求量日趨增多，但國(guó)內(nèi)暫時(shí)還沒(méi)有獨(dú)立的生產(chǎn)廠家，所需的IGBT產(chǎn)品主要依賴進(jìn)口，因此，開(kāi)發(fā)和研制具有自主知

2、識(shí)產(chǎn)權(quán)的性能優(yōu)良的IGBT器件已成為迫切需要，本文鑒于此背景，努力和國(guó)內(nèi)同行一道投入該領(lǐng)域中進(jìn)行積極探索。 本文首先對(duì)IGBT的工作原理進(jìn)行了簡(jiǎn)述，接著又簡(jiǎn)單介紹了半導(dǎo)體器件計(jì)算機(jī)模擬的相關(guān)知識(shí)。在對(duì)目前較為流行的IGBT器件結(jié)構(gòu)載流子存儲(chǔ)型槽柵IGBT(CSTBT， Carrier-Stored Trench IGBT)分析的基礎(chǔ)上，提出了一種新型的功率半導(dǎo)體器件FH-TIGBT(Full Hole-barrier Layer

3、 Trench IGBT)，在槽柵下新增的N型空穴阻擋層使得器件具有更低的飽和壓降和抗短路能力，同時(shí)具有CSTBT的其他優(yōu)點(diǎn)。本文在工藝上仿真實(shí)現(xiàn)了新型結(jié)構(gòu)的IGBT器件，又進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行了器件模擬，仿真結(jié)果驗(yàn)證了其性能上的優(yōu)越性。 此外本文還建立了FH-TIGBT的等效電路模型。在沒(méi)有相應(yīng)IGBT的SPICE模型庫(kù)的前提下，利用等效的電路模型能更方便地實(shí)現(xiàn)相關(guān)電路的設(shè)計(jì)。通過(guò)合理的選擇等效電路模型以及已知的器件特性曲線和有效的