【摘 要】
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在国民经济高速发展以及国家产业政策的推动下,我国的IGBT技术和产业得到了飞速的发展。目前国产IGBT主流产品分布在600-1200V电压范围内,但伴随着高压变频、风电、光伏再生能源、轨道交通、电能治理等行业的不断发展,对高压IGBT的需求日益紧迫。因此必须对现有的技术进行优化升级,从而满足这些高速成长的行业市场。基于此,本文在国内成熟的1200V工艺平台下,进行1700V IGBT设计研究,并且
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在国民经济高速发展以及国家产业政策的推动下,我国的IGBT技术和产业得到了飞速的发展。目前国产IGBT主流产品分布在600-1200V电压范围内,但伴随着高压变频、风电、光伏再生能源、轨道交通、电能治理等行业的不断发展,对高压IGBT的需求日益紧迫。因此必须对现有的技术进行优化升级,从而满足这些高速成长的行业市场。基于此,本文在国内成熟的1200V工艺平台下,进行1700V IGBT设计研究,并且最终的1700V成品模块通过可靠性测试,为1700V IGBT器件的规模化生产提供参考。本文重点研究1700V IGBT的设计以及验证,其主要内容为:1.回顾IGBT的发展历史,从第一代平面栅PT（Punch through）技术、平面栅NPT（Non Punch Through）技术、沟槽栅NPT技术、沟槽栅PT技术、IEGT（Inject Enchancing Gate Transistor）技术、FS（Field stop）技术,到目前主流使用的沟槽-FS-IEGT技术均进行简要描述。2.对IGBT的原理进行简述,主要研究范畴包括:阈值电压、饱和压降、电容特性、开启特性、关断特性、短路参数。3.在目前国内主流8寸IGBT代工平台上,在兼容传统1200V工艺菜单的情况下,对1700V IGBT元胞的静态参数进行仿真研究;设计完成了12个环的终端结构,并通过改变终端的结构,模拟实际生产工艺中,不同的工艺窗口,以验证器件的耐压满足设计要求;最终在完成TCAD仿真后,实现了1700V75A IGBT版图。4.在对流片完成的IGBT芯片进行晶圆级筛选测试后,将成品芯片封装进功率模块,采集成品模块的静态、动态、短路等电学参数,并完成可靠性测试,为后续的产品化奠基基础。
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