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一种阳极具有NPN结构的双槽LIGBT器件

2020-10-27

LIGBT器件得益于漂移区内很强的电导调制效应而具有较低的正向导通压降,还能够实现高耐压,被广泛应用。但是体内的大量载流子在关断的时候需要较长的时间才能消失,造成了关断时间过长和关断损耗过高,因此导通压降和关断损耗之间存在有矛盾关系。为了缓解此矛盾,SA-LIGBT结构被提出,但是又存在Snapback现象。

电子科技大学罗小蓉教授课题组提出了一种阳极具有NPN结构的双槽LIGBT新型器件(DT-NPN LIGBT),阳极端具有NPN结构,在正向导通时P型区作为电子势垒层进而增加分布电阻,从而有效抑制Snapback现象,同时在关断时P型区耗尽、N+阳极区收集电子,提高了器件的关断速度;在阴极端采用了双槽结构和载流子存储层,优化了阴极一侧的空穴浓度分布,减小了器件的Von。通过仿真验证,在Von不变的情况下,DT-NPN LIGBT的Eoff和Conv. LIGBT相比下降了55%;保持Eoff相等的条件下,DT-NPN LIGBT的Von比MSA LIGBT减小了38.6%。此外耐压能力提高了7.3%,实现了类似于MOS的击穿模式,并且具有较好的抗闩锁能力。

图1. DT-NPN LIGBT结构示意图。

IGBT是电力电子装备的“CPU”,结合了MOS和BJT两者的优势,具有较好的Von-Eoff折衷关系的LIGBT能够推动新能源汽车、轨道交通、国家电网和航天航空等行业的快速发展。

A snapback-free and high-speed SOI LIGBT with double trenches and embedded fully NPN structure

Chenxia Wang, Jie Wei, Diao Fan, Yang Yang, Xiaorong Luo

J. Semicond. 2020, 41(10): 102402

doi: 10.1088/1674-4926/41/10/102402

Full Text: http://www.jos.ac.cn/article/doi/10.1088/1674-4926/41/10/102402?pageType=en



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