一種IGBT芯片的剖析.pdf

1、IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管）自1982發(fā)明以來，以其驅動功率小而飽和壓降低的優(yōu)點廣泛應用于600V以上的變流系統(tǒng)，如交流電機、變頻器、開關電源、照明電路、牽引傳動等領域。
　　國外IGBT技術飛速發(fā)展，而國內目前則沒有一家具有自主知識產權和批量生產的廠家，國內市場被國外產品所壟斷，早日打破這種局面具有重大意義。
　　本文首先介紹了國外IGBT的研究概況，分

2、析了各種IGBT結構的優(yōu)缺點。選用市場上先進的溝槽型非穿通IGBT進行解剖，所選IGBT主要性能參數(shù)：閾值電壓3.5V-7.5V，工作電流25A，擊穿電壓1200V。先用濃硫酸熱分解法去除封裝和芯片表面鋁層，分析內部引線；然后使用掃描電鏡對表面進行拍照，測量出器件的表面結構參數(shù)；接著使用磨角染色法測量縱向結構參數(shù)，分析了溝槽型IGBT的優(yōu)越之處。
　　在扼要介紹了典型工藝技術的基礎上，使用工藝仿真軟件ATHENA對解剖的結構參數(shù)進

3、行了詳細的工藝仿真，各步工藝仿真給出了具體的參數(shù)，最后將工藝仿真的結果導入到器件仿真軟件ATLAS中，對元胞的轉移特性、輸出特性、導通電阻、正反向擊穿電壓和關斷時間等參數(shù)進行了器件仿真。工藝仿真并器件仿真的IGBT元胞的閾值電壓約為5.8V，正向擊穿電壓約為1229V，反向擊穿電壓約為1209V，關斷時間約為0.5μs。
　　進一步分析了柵氧厚度、N-基區(qū)厚度、N-基區(qū)摻雜濃度和柵槽深度對器件性能的影響。在設計和制造IGBT時，生