一种具有多晶硅二极管栅极结构的槽栅IGBT设计

作者：王波^*; 胡汶金; 赵一尚; 李泽宏; 任敏

来源：电子元件与材料, 2022, 41(08): 834-841.

DOI：10.14106/j.cnki.1001-2028.2022.0384

• 槽栅IGBT
• 多晶二极管
• 密勒电容
• 电磁干扰

为改善传统槽栅IGBT结构开启损耗和电磁干扰噪声两种电学参数间的矛盾关系，在N型Poly栅极和槽栅底部之间引入P型Poly栅极，提出了一种具有多晶硅二极管栅极结构的槽栅IGBT结构(PDG-TIGBT),并实现了工艺制程的设计。多晶硅栅结构中的低掺杂P型Poly栅极与漂移区相互耗尽形成栅内耗尽电容，在较高的集电极电压下可将器件密勒电容CGC降低70.7%,并将槽栅底部电位Vacc抬升146%。密勒电容的减小和槽栅底部电位的提升可有效优化IGBT开启特性与噪声特性的折中关系，仿真结果表明：相较于传统槽栅结构，PDG-TIGBT有效地抑制了电磁干扰噪声对器件电学性能的影响。在开启瞬态，PDG-TIGBT的槽栅底部电位增长速度dVacc/dt减小23.5%,集电极电流变化率最大值dICE/dt((max))减小45.8%。在开启损耗EON保持一致的前提下，PDG-TIGBT的dICE/dt((max))减小了84.2%,dVKA/dt((max))下降了44.4%。

• 单位
  电子科技大学; 电子薄膜与集成器件国家重点实验室