摘要：使用TCAD仿真软件对3 300 V沟槽栅IGBT的静态特性进行了仿真设计。重点研究了衬底材料参数、沟槽结构对器件击穿电压、电场峰值等参数的影响。仿真结果表明,随衬底电阻率增加,击穿电压增加,饱和电压和拐角位置电场峰值无明显变化;随衬底厚度增加,击穿电压增加,饱和电压增加,拐角位置电场峰值降低;随沟槽宽度增加,饱和电压降低,击穿电压和拐角位置电场峰值无明显变化;随沟槽深度增加,饱和电压降低,击穿电压无明显变化,拐角位置电场峰值增加;随沟槽拐角位置半径增加,击穿电压和饱和电压无明显变化,但拐角位置电场峰值减小。选择合适的衬底材料对仿真结果进行实验验证,实验结果与仿真结果相符,制备的IGBT芯片击穿电压为4 128 V,饱和电压约为2.18 V。

摘要：高压功率半导体器件IGBT(绝缘栅双极晶体管)的表面钝化工艺是其芯片加工工艺的重要环节,其钝化层的质量直接影响IGBT器件的性能参数和长期可靠性。简要介绍了研究背景和功率半导体器件的钝化机理,确定了适用于高压IGBT的表面钝化方案,通过聚酰亚胺钝化层工艺开发最终实现了设计目标,生产出的IGBT器件通过了1 000 h的HTRB和H3TRB可靠性考核。

摘要：直流断路器是高压直流输电系统换流站的主要电气设备之一。作为直流断路器中关键部件,压接型IGBT(insulated gate bipolar transistor)的电学性能及可靠性尤为重要。基于直流断路器的特性需求,开发出一款具有高关断能力的3 300 V压接式IGBT芯片。该芯片具有良好的开关特性、短路特性及坚固性,可通过8倍额定电流关断测试,且与自主研制的FRD芯片有良好的匹配性;基于此芯片研制的高关断压接型IGBT模块已通过仿工况关断能力测试。