600v逆导型fs-igbt设计

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1、Ａ击钟成＊著ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯ田ＹＯＦＣＨＩＨＡ硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳ。－感唯Ｉ－＇玉；ｋｊ：邮於，Ｖ：ｉＵ：；／％／Ｎ．．＃－》：ｒｖｖｖ／Ｖ：Ｐ．Ｊ誦？＇．．．．：：誦；论文題目６００Ｖ逆导型巧－Ｉ她Ｔ设许￣—￣；；．（；马．学科专业微电子学与固体电子学，．２０１３２１０３０巧学号

2、０者姓名陈钱—＇指导教师李泽宏教授独创性声明木人卢明所单交的学位论文是木人化哥帅巧导下进行的研光；Ｔ；作及取巧的研祀成果。据我所知，除了文中特别加柄巧和致谢的地方夕ｈ，论义中不包含其他人己经发衷或撰与过的研究成果，也不包含为获巧电科技大学或其它教巧机构的学位或证书而使用过的材料。与－－我同了．作的同志对木研究所做的任何站献均ｌＪ＊化论文中作了明确的说明并巧７Ｆ谢意。＂作者豁名：日則：＾７／年／月／Ｈ论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技火学巧关保

3、留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家巧关部ｎ或机构送交论文的复印件和磁盘，－允许论文被谊闽和借阅。本人授权电丫科技大学可将学位论文的全部或部分内容编入巧关数据库进行检崇，巧Ｌ义采讯影印、缩印或ｈ描等复制手段化任、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）４作者签右名：导师签名：节，／Ｈ朋：户居年，去，月台ｎ分类号密级注1UDC学位论文600V逆导型FS-IGBT设计（题名和副题名）陈钱（作者姓名）指导教师李泽宏教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级

4、别硕士学科专业微电子学与固体电子学提交论文日期2016.3.18论文答辩日期2016.5.15学位授予单位和日期电子科技大学2016年6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。DESIGNOF600VREVERSE-CONDUCTINGFS-IGBTAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MicroelectronicsandSolid-StateElectronicsAut

5、hor:QianChenSupervisor:Prof.ZehongLiSchool:SchoolofMicroelectronicsandSolid-StateElectronics摘要摘要600VIGBT（Insulated-GatedBipolarTransistor）产品广泛应用于电磁炉、微波炉、变频空调、UPS等消费电子中，需要反向并联二极管，以完成续流功能。RC-IGBT（ReverseConductingIGBT）通过在体内集成反并联FRD（FastRecoveryDiode）结构，成功消除了芯片间互

6、联引线引入的寄生电感，提高了硅片利用率，减少了封装成本。但RC-IGBT的设计相对较复杂，需要同时兼顾IGBT和FRD性能，正向导通过程存在snapback现象。基于此，本文在现有工艺条件下，设计一款600V逆导型FS-IGBT器件，旨在为进一步产品化打下基础。1、结合目前国内工艺条件，制定RC-IGBT的工艺流程。首先，在外延片上制作正面结构，包括元胞区和终端区；然后减薄至FS层（FieldStopLayer）并制作背面结构，背面结构包括P型集电区和N+短路孔。2、通过传统FS-IGBT的设计，确定RC-IGBT

7、的初始参数。包括仿真分析器件耐压与外延参数的关系、阈值电压与Pbody参数的关系、导通压降与FS层参数的关系、以及电容与元胞宽度的关系。3、RC-IGBT的设计。在传统FS-IGBT背部引入N+短路孔，然后对RC-IGBT外延参数、FS层电阻率和载流子寿命以及并联元胞个数进行优化仿真，消除snapback现象。所设计RC-IGBT具备正向导通与反向导通能力，其阻断特性与VDMOS（VerticalDouble-DiffusedMOSFET）相似。RC-IGBT在关断过程中，背部N+短路孔加速载流子抽取速度，可降低下

8、降时间。RC-IGBT终端正面采用场限环和场板结构，背面设置有N+短路孔以缩短终端电流路径、抑制局部过温现象。RC-IGBT的正面版图布局考虑到器件电流的均匀性，采用插指结构；背面N+短路22孔采用圆孔，具有一定角度。芯片有源区面积20mm，整体面积25mm。经优化的RC-IGBT基本参数如下：耐压BV=733V，正向导通压降VCE=1.95V，反向导通压降