具有高溫工作能力的1700V SPT+ IGBT和二極管芯片組

作者：時間：2012-05-25 來源：網(wǎng)絡(luò)

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新型1700V SPT+IGBT的卓越短路能力如圖12和圖13所示。從圖12 可以看到結(jié)溫T_j=150℃、直流電壓為1300V時的短路測試試驗。在長達26μs的脈沖時間內(nèi)，短路電流380A，總耗散能量為12.2J測試后，沒有觀測到熱奔現(xiàn)象。為獲得一個高短路SOA能力——甚至在整個-40℃～150℃的溫度變化過程中，門極電壓超過了15V的標準門極驅(qū)動電壓，——SPT+ IGBT采用了SPT緩沖層和陽極設(shè)計。圖13顯示了室溫條件下，在門極電壓V_G=19V時，所測得的典型短路SOA波形。

本文引用地址：http://2s4d.com/article/230468.htm

圖.12.在T_j=150℃、V_G=15V時所測得的IGBT芯片短路波形

圖13 室溫條件下，V_G=19V所測得的IGBT芯片典型SC SOA波形

4 175℃下1700V芯片組工作能力

目前1700V芯片組發(fā)展的方向，是使工作溫度擴展到T_j=175℃。在終端偏置環(huán)終端設(shè)計中，內(nèi)部電介質(zhì)層的穩(wěn)定可看作是減少環(huán)的互連導(dǎo)通的決定性因素。通過優(yōu)化鈍化過程中的熱處理過程，同150℃那代產(chǎn)品相比，高溫漏電流可以進一步減小3倍，如圖14（a）所示。在整個溫度范圍，IGBT都保有可控的開關(guān)能力和短拖尾電流。正如圖15所示，在T_j=175℃時，IGBT芯片的堅固性表現(xiàn)已經(jīng)被證實。圖中寄生電感為1.6μH、直流電壓為1300V的情形下，一個大于3倍標稱值的460A電流被關(guān)斷。

通過引入新的陽極概念，結(jié)合已建好的、用于SPT+一代的局部壽命控制，已實現(xiàn)二極管芯片的進一步改善。盡管通過采用氫代替氦離子進行局部壽命控制，證明在150℃的SPT+二極管工藝平臺是可行的，但是這樣獲得的漏電流減小還不足以使結(jié)工作溫度拓寬到175℃。為了突破這種限制，一個新場屏蔽陽極（FSA）概念被提出。在局部軸向壽命控制傳統(tǒng)陽極設(shè)計中，反向阻斷態(tài)的空間電荷區(qū)將延伸到輻射缺陷區(qū)，導(dǎo)致產(chǎn)生較大的漏電流。與此相反，在FSA設(shè)計中，采用了次深度、低摻雜緩沖陽極，從而阻止場擴展到輻射缺陷區(qū)，正如圖16所描述的那樣。