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IGBT 英飛凌IGBT模塊
日期：2025-06-06 04:16
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摘要：
英飛凌IGBT 英飛凌IGBT模塊
1979年，MOS柵功率開(kāi)關(guān)器件作為IGBT概念的先驅即已被介紹到世間。這種器件表現為一個(gè)類(lèi)晶閘管的結構（P-N-P-N四層組成），其特點(diǎn)是通過(guò)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-半導體）工藝被采用到IGBT中來(lái)。[2]在那個(gè)時(shí)候，硅芯片的結構是一種較厚的NPT（非穿通）型設計。后來(lái)，通過(guò)采用PT（穿通）型結構的方法得到了在參數折衷方面的一個(gè)顯著(zhù)改進(jìn)，這是隨著(zhù)硅片上外延的技術(shù)進(jìn)步，以及采用對應給定阻斷電壓所設計...
英飛凌IGBT 英飛凌IGBT模塊
1979年，MOS柵功率開(kāi)關(guān)器件作為IGBT概念的先驅即已被介紹到世間。這種器件表現為一個(gè)類(lèi)晶閘管的結構（P-N-P-N四層組成），其特點(diǎn)是通過(guò)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-半導體）工藝被采用到IGBT中來(lái)。[2]在那個(gè)時(shí)候，硅芯片的結構是一種較厚的NPT（非穿通）型設計。后來(lái)，通過(guò)采用PT（穿通）型結構的方法得到了在參數折衷方面的一個(gè)顯著(zhù)改進(jìn)，這是隨著(zhù)硅片上外延的技術(shù)進(jìn)步，以及采用對應給定阻斷電壓所設計的n+緩沖層而進(jìn)展的[3]。幾年當中，這種在采用PT設計的外延片上制備的DMOS平面柵結構，其設計規則從5微米先進(jìn)到3微米。
90年代中期，溝槽柵結構又返回到一種新概念的IGBT，它是采用從大規模集成（LSI）工藝借鑒來(lái)的硅干法刻蝕技術(shù)實(shí)現的新刻蝕工藝，但仍然是穿通（PT）型芯片結構。[4]在這種溝槽結構中，實(shí)現了在通態(tài)電壓和關(guān)斷時(shí)間之間折衷的更重要的改進(jìn)。
硅芯片的重直結構也得到了急劇的轉變，先是采用非穿通（NPT）結構，繼而變化成弱穿通（LPT）結構，這就使**工作區（SOA）得到同表面柵結構演變類(lèi)似的改善。
這次從穿通（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(huì )有比較高的載流子注入系數，而由于它要求對少數載流子壽命進(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(guò)其載流子注入系數卻比較低。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(lèi)似于某些人所謂的“軟穿通”（SPT）或“電場(chǎng)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。
1996年，CSTBT（載流子儲存的溝槽柵雙極晶體管）使第5代IGBT模塊得以實(shí)現[6]，它采用了弱穿通（LPT）芯片結構，又采用了更先進(jìn)的寬元胞間距的設計。目前，包括一種“反向阻斷型”（逆阻型）功能或一種“反向導通型”（逆導型）功能的IGBT器件的新概念正在進(jìn)行研究，以求得進(jìn)一步優(yōu)化。
IGBT功率模塊采用IC驅動(dòng)，各種驅動(dòng)保護電路，高性能IGBT芯片，新型封裝技術(shù)，從復合功率模塊PIM發(fā)展到智能功率模塊IPM、電力電子積木PEBB、電力模塊IPEM。PIM向高壓大電流發(fā)展，其產(chǎn)品水平為1200—1800A/1800—3300V，IPM除用于變頻調速外，600A/2000V的IPM已用于電力機車(chē)VVVF逆變器。平面低電感封裝技術(shù)是大電流IGBT模塊為有源器件的PEBB，用于艦艇上的導彈發(fā)射裝置。IPEM采用共燒瓷片多芯片模塊技術(shù)組裝PEBB，大大降低電路接線(xiàn)電感，提高系統效率，現已開(kāi)發(fā)成功**代IPEM，其中所有的無(wú)源元件以埋層方式掩埋在襯底中。智能化、模塊化成為IGBT發(fā)展熱點(diǎn)。
現在,大電流高電壓的IGBT已模塊化,它的驅動(dòng)電路除上面介紹的由分立元件構成之外,現在已制造出集成化的IGBT專(zhuān)用驅動(dòng)電路.其性能更好,整機的可靠性更高及體積更小。