高压IGBT线性变窄场限环终端设计

作者：叶枫叶; 张大华; 李伟邦; 董长城

来源：半导体技术, 2021, 46(03): 223-228.

DOI：10.13290/j.cnki.bdtjs.2021.03.009

• 高压绝缘栅双极型晶体管(IGBT)
• 终端结构
• 线性变窄场限环(LNFLR)
• 场限环场板(FLRFP)
• 击穿电压
• 电场分布

为使3 300 V及以上电压等级绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的工作结温达到150℃以上,设计了一种具有高结终端效率、结构简单且工艺可实现的线性变窄场限环(LNFLR)终端结构。采用TCAD软件对这种终端结构的击穿电压、电场分布和击穿电流等进行了仿真,调整环宽、环间距及线性变窄的公差值等结构参数以获得最优的电场分布,重点对比了高环掺杂浓度和低环掺杂浓度两种情况下LNFLR终端的阻断特性。仿真结果表明,低环掺杂浓度的LNFLR终端具有更高的击穿电压。进一步通过折中击穿电压和终端宽度,采用LNFLR终端的3 300 V IGBT器件可以实现4 500 V以上的终端耐压,而终端宽度只有700μm,相对于标准的场限环场板(FLRFP)终端缩小了50%。