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文檔簡介
1、近年來,智能功率模塊因其高集成度、高可靠性、低成本等優(yōu)勢已經(jīng)被廣泛應用于工業(yè)設(shè)備、航模航拍、新能源交通工具等領(lǐng)域。絕緣體上硅絕緣柵雙極型晶體管(Silicon on insulator-lateral insulated gate bipolartransistor,SOI-LIGBT)作為智能功率模塊中最基本的元器件之一,具有絕緣性能好、寄生電容小、泄漏電流小和集成度高等優(yōu)點,然而,其結(jié)構(gòu)中埋氧層的熱傳導率較低,頂層硅中器件工作時產(chǎn)生
2、的熱量難以及時散出,器件內(nèi)部強烈的自熱效應易導致其短路失效,此缺點阻礙了整個芯片品質(zhì)的整體提升,因此研究SOI-LIGBT器件的短路能力具有重要意義。
本論文對SOI-LIGBT器件的短路特性進行了深入研究,從器件的結(jié)構(gòu)和版圖角度分別進行了設(shè)計。首先,本論文根據(jù)短路測試和模擬仿真結(jié)果確定了傳統(tǒng)器件短路失效的原因為器件鳥嘴區(qū)電場與電流過于集中導致的該區(qū)域提前熱擊穿。然后,通過建立SOI-LIGBT器件在短路狀態(tài)下的熱模型,由此得
3、到了器件關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)和摻雜濃度對器件內(nèi)部熱分布的影響。進而,根據(jù)建模結(jié)果提出了一種載流子積累層槽柵蛇形溝道SOI-LIGBT器件(Carrier Storage Trench Snake-LIGBT,CSTS-LIGBT),該器件采用了槽柵蛇形溝道結(jié)構(gòu)和載流子積累層結(jié)構(gòu),最終實現(xiàn)了較強的短路能力。最后,本文對CSTS-LIGBT器件的工藝和版圖進行了設(shè)計,以適應智能功率模塊的應用。
流片測試結(jié)果表明:本論文所設(shè)計的CSTS-L
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