高壓絕緣柵雙極晶體管(IGBT)設計及可靠性研究.pdf

1、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)是一種新型的電力電子器件。自從其誕生至今30年間，由于其卓越的性能，逐步成為現代電力電子器件的核心器件，被廣泛應用于變頻家電、感應加熱、工業(yè)變頻、光伏發(fā)電、風力發(fā)電、機車牽引等領域。本論文研究了不同結構IGBT的工作原理，并設計出一款平面非穿通型25A/1200VIGBT產品。在設計過程中，通過仿真確定了關鍵的工藝參數，流片生產后將仿真模擬結果與實際測試結果進行對比。然后對產品進行了溫度循環(huán)(TC)、高溫柵

2、偏(HTGB)、耐濕實驗(H3TRB)及高溫反偏(HTRB)這些可靠性考核，并對器件在考核中的表現進行了分析。最后針對考核中失效的器件，利用不同的手段，進行了失效分析，確定了失效的原因，并提出了解決方案。論文主要研究成果如下:
　　 1)通過調研對比，掌握了IGBT的各種結構及工作原理，并對國內外IGBT的發(fā)展現狀及趨勢進行了分析，闡明了IGBT在現在電力電子技術中的作用，以及我國進行自主研發(fā)IGBT的必要性。
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3、)設計出一款25A/1200V的IGBT。通過對原理的分析，確定了該款IGBT所采用的結構，并利用T-CAD軟件對關鍵的電學參數進行了仿真模擬，并分析了不同工藝條件對電學參數的影響。按照此設計，選擇六種具有代表性的分片條件，對芯片流片生產，封裝后測試參數全部達到設計目標，把實際測試值與軟件仿真模擬值進行對比，提出仿真值與實測值存在誤差的地方并分析其原因。
　　 3)針對設計成功的25A/1200V產品，參考國內外主要的考核標準，