低功耗無回跳逆導(dǎo)型IGBT的結(jié)構(gòu)設(shè)計和特性研究.pdf

1、隨著薄片工藝等制造技術(shù)的發(fā)展，在場阻止型的絕緣柵雙極型晶體管（Field-Stop Insulated Gate Bipolar Transistor，F(xiàn)S-IGBT）的背面進行光刻和離子注入并形成N+短路區(qū)（N+-short）已成為一種可能，由此上世紀(jì)90年代提出的陽極短路型IGBT重新煥發(fā)生機。陽極短路型IGBT又被稱為逆導(dǎo)型IGBT（Reverse-Conducting Insulated Gate Bipolar Transis

2、tor，RC-IGBT）。但是目前的R C-IGBT產(chǎn)品只適用于軟開關(guān)領(lǐng)域（Soft Switching Condition），這是由于它們在逆向?qū)ㄟ^程中反向恢復(fù)損耗過大以及電流分布不均勻，進而造成器件局部過熱和可靠性較低。
　　本文針對目前RC-IGBT存在的問題，利用Sentaurus TCAD仿真軟件分析了影響RC-IGBT的正向?qū)?、反向?qū)?、關(guān)斷、反向恢復(fù)和阻斷等特性的因素。首先探究了RC-IGBT背面結(jié)構(gòu)的尺寸對正向

3、導(dǎo)通和反向?qū)ㄌ匦缘挠绊?。隨后針對常規(guī)RC-IGBT在硬開關(guān)領(lǐng)域（Hard Switching Condition）所遇到的問題，提出了具有低反向恢復(fù)損耗的RC-IGBT元胞結(jié)構(gòu)。最后對于常規(guī)RC-IGBT在正向?qū)ㄖ腥菀壮霈F(xiàn)的回跳（Snapback）現(xiàn)象，給出了一種新型的短路區(qū)結(jié)構(gòu)。
　　仿真結(jié)果表明，本文所提出的低功耗型的RC-IGBT，相比于常規(guī)RC-IGBT，其反向恢復(fù)損耗能減少約一半，反向恢復(fù)時間可減少約三分之一，反向恢