igbt器件栅极漏电问题研究

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1、可靠性Reliability櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶DOI:10．3969/j．issn．1003－353x．2012．09．017IGBT器件栅极漏电问题研究1112巨峰峰，姚伟明，翁长羽，刘道广(1.扬州国宇电子有限公司，江苏扬州225009;2.清华大学，北京100083)摘要:IGBT器件具有输入阻抗高和导通压降低的优点，在大功率电力电子领域具有广泛的应用，但IGBT器件的栅极漏电问题严重影响产品的成品率和可靠性，是产品制造工艺控制的关键。栅极漏电问题主要由栅氧化层质量、多晶硅栅形貌以及栅极与发射极之间的隔离

2、等问题所致，通常造成栅极短路漏电的原因比较容易发现，但栅极轻微漏电的原因比较复杂，需要通过科学的分析，才能找到问题的根源。通过对典型栅极漏电(栅极间呈现二极管特性)问题的调查，总结了解决问题的思路和方法，对IGBT芯片制造者或器件应用者有一定的参考作用。关键词:绝缘栅双极型晶体管(IGBT);漏电;短路;二极管特性;磷硅玻璃(PSG);栅氧(GOX);中图分类号:TN386文献标识码:A文章编号:1003－353X(2012)09－0738－05ResearchonGate-EmitterLeakageProblemofIGBT1112JuFengfeng，YaoWei

3、ming，WengChangyu，LiuDaoguang(1.YangzhouGuoyuElectronicsCo.，Ltd.，Yangzhou225009，China;2.TsinghuaUniversity，Beijing100083，China)Abstract:TheIGBThasadvantagesofhigh-inputimpedanceandlowforward-voltagedrop.Ithasbeenwidelyusedinhighpowerelectronicfield.However，theleakageproblembetweengateande

4、mitterseriouslyaffectstheyieldandreliabilityofIGBT，itisthekeyprocesscontrolofthechipmanufacturing.Leakageproblemofthegateismainlycausedbythegateoxygenquality，poly-gatemorphologyandisolationproblemsbetweengateandemitter，andtheleakagereasonsofshortcodeareusuallyeasytofind，butslightleakager

5、easonswerecomplex，whichneedthroughthescientificanalysistofindthecauseoftheproblem.Throughtothetypicalgateleakage(diodecharacteristics)probleminvestigation，thecausesofthegateleakagewereanalyzed，andthemethodtoresolvethegateleakageproblemswereintroduced.AllofthesewillbereferencefunctionforI

6、GBTchipmakerordeviceapplicationKeywords:insulatedgatebipolartransistor(IGBT);leakage;shortcircuit;diodecharacteristics;phoshosilicateglass(PSG);gateoxide(GOX);EEACC:2560的优点，具有驱动电路简单，开关损耗低、安全工0引言作区宽、应用可靠、电流处理能力强等特点，在变绝缘栅双极型晶体管(insulatedgatebipolar频器、开关电源、交流电机、牵引传动等中、大功transistor，IGBT)是一种新

7、型的电力电子器件，根率电力电子领域有非常广泛的应用，它可以提高电据器件结构，IGBT可以等效成n沟道的VDMOS源效率，节约大量能耗，是国家鼓励发展的功率［1］和pnp双极晶体管组成复合型功率器件，其综合了器件。VDMOS输入阻抗高和双极pnp晶体管导通压降低传统的电力电子器件通常是双极型的，其高压大电流是通过纵向结构来实现，对工艺的精细加工E-mail:ju_pan@126．com要求不高，而新型的电力电子器件LDMOS，738半导体技术第37卷第9期2012年9月巨峰峰等:IGBT器件栅极漏电问题研究櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶