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IGBT 1~6代

1) 第一代:他就是IGBT的雛形,最簡單的原理結構圖那種,所以他必須要提高N-drift來提高耐壓,所以導通電阻和關斷功耗都比較高,所以沒有普及使用。

2) 第二代:PT-IGBT,由於耗盡層不能穿透N+緩衝層,所以基區電場加強呈梯形分布,所以可以減小晶片厚度從而減小功耗。這主要是西門子公司1990~1995年的產品BSM150GB120DN1("DN1"就是第一代的意思)。它主要在600V上有優勢(類似GTR特性),到1200V的時候遇到外延厚度大成本高、且可靠性低的問題(摻雜濃度以及厚度的均勻性差)。

3)第三代:NPT-IGBT,不再採用外延技術,而是採用離子注入的技術來生成P+集電極(透明集電極技術),可以精準的控制結深而控制發射效率儘可能低,增快載流子抽取速度來降低關斷損耗,可以保持基區原有的載流子壽命而不會影響穩態功耗,同時具有正溫度係數特點,所以技術比較成熟在穩態損耗和關斷損耗間取得了很好的折中,所以被廣泛採用。代表公司依然是西門子公司率先採用FZ(區熔法)代替外延的批量產品,代表產品BSM200GB120DN2,VCE>1200V, Vce(sat)=2.1V。

4)第四代:Trench-IGBT,最大的改進是採用Trench結構,是的溝道從表面跑到了垂直面上,所以基區的PIN效應增強,柵極附近載流子濃度增大,從而提高了電導調製效應減小了導通電阻,同時由於溝道不在表面,所以消除了JFET效應,所以柵極密度增加不受限制,而且在第四代IGBT繼續沿用了第三代的集電極P+implant技術同時加入了第二代的PT技術作為場終止層,有效特高耐壓能力等。需要使用雙注入技術,難度較大。這個時候是英飛凌的時代 了,Infineon的減薄技術世界第一,它的厚度在1200V的時候可以降低到120um~140um(NPT-IGBT需要200um),甚至在600V可以降低到70um。

5)第五代:FS-IGBT和第六代的FS-Trench,第五、第六代產品是在IGBT經歷了上述四次技術改進實踐後對各種技術措施的重新組合。第五代IGBT是第四代產品「透明集電區技術」與「電場中止技術」的組合。第六代產品是在第五代基礎上改進了溝槽柵結構,並以新的面貌出現。



原文網址:https://kknews.cc/news/e6vq94.html 



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