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1. PT : 最初代IGBT, 他使用重参杂P+作为衬底作为起始层，在此之上以此生长N+buffer, N- base 外延，最后在外延层上形成元胞结构，因为电厂贯穿真个N-，工艺复杂，成本高，而且需要载流子控制，饱和压降呈负温度系数； 2. NPT：1987年上市，90年代成为市场主流，他使用低参杂的N-作为起始层，先在N-漂移区的正面做MOS结构，然后研磨减薄工艺从背面减薄到IGBT电压规格需要的厚度，再从背面离子注入形成P+ collector。在截止时电场没有贯穿N-漂移区，NPT不需要载流子寿命控制，但缺点在于，如果需要更高的电压阻断能力，势必需要电阻率更高的N-漂移区，势必Vcesat会增加。 优点：低饱和压降，正温度系数，因为N-区的厚度大大降低，Vcesat相比PT大大减少，正温度系数，利于并联。 3. Trench+ Field stop IGBT3从平面变成了沟槽，沟槽IGBT中，电子沟道垂直于硅片表面，消除了JFET结构，增加了表面沟道密度，提高了近表面载流子浓度。 另外为了缓解阻断电压与饱和压降之间的矛盾，英飞凌在2000年推出了fieldstop IGBT, 目标在于尽量减少漂移区厚度，从而降低饱和压降，场截至起始材料和NPT相同，都是低参杂的N-衬底，不同在于FS IGBT背面多注入了一个N buffer层，他的参杂浓度略高于N-衬底，因此可以迅速降低电场强度，使整体电场呈梯形，从而使漂移区的厚度大大减小，N buffer还可以降低P发射级的发射效率，从而降低了关断时的拖尾电流和损耗。 4. IGBT4, Trench+ field stop+ 薄晶圆 跟IGBT3 一样，都是trench+ field stop, 但是IGBT4优化了背面结构，漂移区的厚度更薄，背面P发射极及N buffer 的参杂浓度都有优化。 优点：高开关f，优化开关软度， 5. IGBT5：芯片表面金属化用铜替代铝，芯片温度可以到175度，芯片进一步减薄 IGBT5牺牲了短路时间，性能和短路是一对矛盾体； 6. IGBT6， 沟槽+场截止，与4类似，但是优化了背面P+注入，从而得到了新的折衷 7. IGBT7, 微沟槽，IGBT7的沟道密度更高，并且优化了寄生电容参数，从而实现5kV/uS的最佳开关性能。
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发表于 2020-3-4 15:01:22
