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摘要
为提升高压IGBT的抗短路能力，进一步改善短路与通态压降的矛盾关系，研究了IGBT背面工艺对抗短路能力的影响。通过TCAD仿真，在IGBT处于负载短路工作期间，针对场终止(FS)层n型注入剂量和集电区硼注入剂量对IGBT芯片内部热点位置变化的影响进行了研究。仿真结果表明，提高FS层n型注入剂量可将热点由元胞沟道转移到FS/n~-结附近，有利于IGBT抗短路能力的提升；通过对FS层和集电区注入剂量的优化，通态压降在常温和高温下的差值进一步减小，有利于芯片并联应用。开发3 300 V/62.5 A IGBT芯片，并封装成1 500 A电流规格成品，其通态压降为2.43 V,常温和高温下的通态压降差值降低0.11 V,通过了20 V栅压13 kA (8.7倍额定电流)的短路电流和3 000 A大电流关断能力的测试。
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单位国网电力科学研究院; 国网福建省电力有限公司电力科学研究院
