IGBT开通特性简析

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电参数指标

采用TCAD器件仿真和工艺仿真软件对芯片进行结构仿真、特性仿真、电场分布仿真和工艺仿真。

工艺流程仿真：

1、单晶硅原材料

区熔单晶，N型，<100>晶向，电阻率为：63.5Ω.cm

2、场氧化层

工艺条件：T=1150℃，t=173min，湿氧 tox=1.4μm

3、场限环

工艺条件：剂量=8×1014cm-2，能量=80KeV

4、有源区磷注入

工艺条件：为调节器件元胞间的JFET区电阻。剂量=5×1011cm-2，能量=30KeV

5、栅极氧化

工艺条件：T=1000℃，t=257min，干氧，tox=0.13μm。厚度波动幅度不能超过10％，以保证器件的阈值、栅漏电等特性参数满足设计的指标，且波动较小。

6、多晶硅淀积

工艺条件：T=628℃，tpoly=0.6μm

7、多晶硅刻蚀

8、P-体区注入

工艺条件：剂量=8×1013cm-2，能量=80KeV

9、P-体区及场限环推进

工艺条件：T=1150℃，t=140min，xjp-=4μm

10、N+发射区

工艺条件：AS:剂量=5×1015cm-2，能量=80KeV；P:剂量=2.5×1014cm-2，能量=50KeV；

11、氧化层/BPSG淀积

工艺条件：tox=0.2μm；tBPSG=1.2μm

12、接触孔光刻

13、P+光刻

工艺条件：B+：剂量=1×1014cm-2，能量=120KeV；BF2+：剂量=2×1015cm-2，能量=40KeV

14、正面金属化

工艺条件：tAl=4μm

15、钝化层

16、背面减薄、P+制备及背电极

1）静态参数设计

2）动态参数设计

开关时间不是越快越好，太快了会导致di/dt和dv/dt过高产生电流、电压波形振荡，EMI过高，甚至导致IGBT模块上下桥臂直通失效。通常设计开通时间会稍微慢一些更有利于减少IGBT波形振荡。