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IGBT模塊發(fā)展歷史
日期：2025-12-15 12:09
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摘要：
IGBT模塊發(fā)展歷史
1979年，MOS柵功率開關(guān)器件作為IGBT概念的先驅(qū)即已被介紹到世間。IGBT模塊表現(xiàn)為一個類晶閘管的結(jié)構(gòu)(P-N-P-N四層組成)，其特點是通過強堿濕法刻蝕工藝形成了V形槽柵。
1979年，MOS柵功率開關(guān)器件作為IGBT概念的先驅(qū)即已被介紹到世間。IGBT模塊表現(xiàn)為一個類晶閘管的結(jié)構(gòu)(P-N-P-N四層組成)，其特點是通過強堿濕法刻蝕工藝形成了V形槽柵。
80年代初期，用于功率MOSFET制造技術(shù)的DMOS(雙擴散形成的金屬-氧化物-半導(dǎo)體)工藝被采用到IGBT中來。在那個時候，硅芯片的結(jié)構(gòu)是一種較厚的NPT(非穿通)型設(shè)計。后來，通過采用PT(穿通)型結(jié)構(gòu)的方法得到了在參數(shù)折衷方面的一個顯著改進(jìn)，這是隨著硅片上外延的技術(shù)進(jìn)步，以及采用對應(yīng)給定阻斷電壓所設(shè)計的n+緩沖層而進(jìn)展的。幾年當(dāng)中，這種在采用PT設(shè)計的外延片上制備的DMOS平面柵結(jié)構(gòu)，其設(shè)計規(guī)則從5微米先進(jìn)到3微米。
90年代中期，溝槽柵結(jié)構(gòu)又返回到一種新概念的IGBT，它是采用從大規(guī)模集成(LSI)工藝借鑒來的硅干法刻蝕技術(shù)實現(xiàn)的新刻蝕工藝，但仍然是穿通(PT)型芯片結(jié)構(gòu)。在這種溝槽結(jié)構(gòu)中，實現(xiàn)了在通態(tài)電壓和關(guān)斷時間之間折衷的更重要的改進(jìn)。
硅芯片的重直結(jié)構(gòu)也得到了急劇的轉(zhuǎn)變，先是采用非穿通(NPT)結(jié)構(gòu)，繼而變化成弱穿通(LPT)結(jié)構(gòu)，這就使**工作區(qū)(SOA)得到同表面柵結(jié)構(gòu)演變類似的改善。
這次從IGBT模塊穿通(PT)型技術(shù)先進(jìn)到非穿通(NPT)型技術(shù)，是*基本的，也是很重大的概念變化。這就是：穿通(PT)技術(shù)會有比較高的載流子注入系數(shù)，而由于它要求對少數(shù)載流子壽命進(jìn)行控制致使其輸運效率變壞。另一方面，非穿通(NPT)技術(shù)則是基于不對少子壽命進(jìn)行殺傷而有很好的輸運效率，不過其載流子注入系數(shù)卻比較低。進(jìn)而言之，非穿通(NPT)技術(shù)又被軟穿通(LPT)技術(shù)所代替，它類似于某些人所謂的“軟穿通”(SPT)或“電場截止”(FS)型技術(shù)，這使得“成本—性能”的綜合效果得到進(jìn)一步改善。
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