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IGBT改进技术有哪些方向?
现在及未来IGBT技术改进的方向有下面几点:
1.减小通态压降。达到增加电流密度、降低通态功率损耗的目的。
2.降低开关时间，特别是关断时间。达到提高应用时使用频率、降低开关损耗的目的。
3.组成IGBT的大量“原胞”在工作时是并联运行，要求每个原胞在工作温度允许范围内温度变化时保持压降一致，达到均流目的。否则会造成IGBT器件因个别原胞过流损坏而损坏。
4.提高断态耐压水平，以满足应用需要。
根据IGBT应用数据表明:
1.在同样工作电流下芯片面积、通态饱和压降、功率损耗逐代下降。关断时间也是逐代下降。而且下降幅度很大。达到了增加电流密度、降低功率损耗的目的。
2.表上列出的“断态电压”即是Vceo，发射极和集电极之间耐压。这是应用需要提出的越来越高的要求，
IGBT的技术改进措施和方向
在硅晶片上做文章，有很多新技术、新工艺。IGBT技术改进措施主要有下面几个方面:
1.为了提高工作频率降低关断时间，第一代、第二代早期产品曾采用过“辐照”手段，但却有增加通态压降(会增加通态功耗)的反作用危险。
2.第一代与第二代由于体内晶体结构本身原因造成“负温度系数”，造成各IGBT原胞通态压降不一致，不利于并联运行，因此当时的IGBT电流做不大。此问题在第四代产品中采用了“透明集电区技术”，产生正温度系数效果后基本解决了，保证了(四)3中目标的实现。
3.第二代产品采用“电场中止技术”，增加一个“缓冲层”，这样可以用较薄的晶片实现相同的耐压(击穿电压)。因为晶片越薄，,饱和压降越小，导通功耗越低。此技术往往在耐压较高的IGBT上运用效果明显。耐压较低的如几百伏的IGBT产品，晶片本来就薄，再减薄到如100到150微米的话，加工过程极容易损坏晶片。
4.第三代产品是把前两代平面绝缘栅设计改为沟槽栅结构，即在晶片表面栅极位置垂直刻槽深入晶片制成绝缘栅。栅极面积加大但占用晶片位置减小，增加了栅极密度。工作时增强了电流导通能力，降低了导通压降。
5.第四代非穿通型IGBT(NPT)产品不再采用“外延”技术，代之以“硼离子注入”方法生成集电极，这就是(五)2中提到的“透明集电区技术”。除已提到的产生正温度系数、便于并联运行的功能外，主要还有:
5.1 不必用辐照技术去减少关断时间，因为“透明集电区技术”也有此功能。因此不存在辐照使通态压降增加而增加通态损耗的可能。即(五)1中提到的“危险”。
5.2 不采用“外延”工艺和“辐照”工艺，可以减低制造成本。
6.表中所列的第五、第六代产品是在IGBT经历了上述四次技术改进实践后对各种技术措施的重新组合。第五代IGBT是第四代产品“透明集电区技术”与“电场中止技术”的组合。第六代产品是在第五代基础上改进了沟槽栅结构，并以新的面貌出现。
请注意表中第五季第六代产品的各项指标改进十分明显，尤其是承受工作电压水平从第四代的3300V提高到6500V，这是一个极大的飞跃。
上述几项改进技术已经在各国产品中普遍采用，只是侧重面有所不同。除此以外，有报道介绍了一些其它技术措施如:内透明集电极、砷掺杂缓冲层、基板薄膜化、软穿通技术等。
世界各IGBT制造公司的技术动态
1.低功率IGBT
摩托罗拉、ST半导体、三菱等公司推出低功率IGBT产品，应用范围一般都在600V、1KA、1KHz以上区域。
2.NPT-IGBT
在设计600—1200V的IGBT时，NPT—IGBT可靠性最高，正成为IGBT发展方向。西门子公司可提供600V、1200V、1700V系列产品和6500V高压IGBT，并推出低饱和压降DLC型NPT—IGBT，依克赛斯、哈里斯、英特西尔、东芝等公司也相继研制出NPT—IGBT及其模块系列，富士电机、摩托罗拉等在研制之中。
3.SDB--IGBT
三星、快捷等公司采用SDB(硅片直接键合)技术，在IC生产线上制作第四代高速IGBT及模块系列产品，特点为高速，低饱和压降，低拖尾电流，正温度系数易于并联，在600V和1200V电压范围性能优良，分为UF、RUF两大系统。
4.超快速IGBT
国际整流器IR公司研制的超快速IGBT可最大限度地减少拖尾效应，关断时间不超过2000ns，采用特殊高能照射分层技术，关断时间可在100ns以下，拖尾更短，重点产品有6种型号。
5.IGBT功率模块
IGBT功率模块从复合功率模块PIM发展到智能功率模块IPM、电力电子积木PEBB、电力模块IPEM。PIM向高压大电流发展，其产品水平为1200—1800A/1800—3300V，IPM 600A/2000V。大电流IGBT模块，有源器件PEBB采用平面低电感封装技术。IPEM采用共烧瓷片多芯片模块技术，组装的PEBB大大降低电路接线电感，提高系统效率。智能化、模块化成。
1.减小通态压降。达到增加电流密度、降低通态功率损耗的目的。
2.降低开关时间，特别是关断时间。达到提高应用时使用频率、降低开关损耗的目的。
3.组成IGBT的大量“原胞”在工作时是并联运行，要求每个原胞在工作温度允许范围内温度变化时保持压降一致，达到均流目的。否则会造成IGBT器件因个别原胞过流损坏而损坏。
4.提高断态耐压水平，以满足应用需要。
根据IGBT应用数据表明:
1.在同样工作电流下芯片面积、通态饱和压降、功率损耗逐代下降。关断时间也是逐代下降。而且下降幅度很大。达到了增加电流密度、降低功率损耗的目的。
2.表上列出的“断态电压”即是Vceo，发射极和集电极之间耐压。这是应用需要提出的越来越高的要求，
IGBT的技术改进措施和方向
在硅晶片上做文章，有很多新技术、新工艺。IGBT技术改进措施主要有下面几个方面:
1.为了提高工作频率降低关断时间，第一代、第二代早期产品曾采用过“辐照”手段，但却有增加通态压降(会增加通态功耗)的反作用危险。
2.第一代与第二代由于体内晶体结构本身原因造成“负温度系数”，造成各IGBT原胞通态压降不一致，不利于并联运行，因此当时的IGBT电流做不大。此问题在第四代产品中采用了“透明集电区技术”，产生正温度系数效果后基本解决了，保证了(四)3中目标的实现。
3.第二代产品采用“电场中止技术”，增加一个“缓冲层”，这样可以用较薄的晶片实现相同的耐压(击穿电压)。因为晶片越薄，,饱和压降越小，导通功耗越低。此技术往往在耐压较高的IGBT上运用效果明显。耐压较低的如几百伏的IGBT产品，晶片本来就薄，再减薄到如100到150微米的话，加工过程极容易损坏晶片。
4.第三代产品是把前两代平面绝缘栅设计改为沟槽栅结构，即在晶片表面栅极位置垂直刻槽深入晶片制成绝缘栅。栅极面积加大但占用晶片位置减小，增加了栅极密度。工作时增强了电流导通能力，降低了导通压降。
5.第四代非穿通型IGBT(NPT)产品不再采用“外延”技术，代之以“硼离子注入”方法生成集电极，这就是(五)2中提到的“透明集电区技术”。除已提到的产生正温度系数、便于并联运行的功能外，主要还有:
5.1 不必用辐照技术去减少关断时间，因为“透明集电区技术”也有此功能。因此不存在辐照使通态压降增加而增加通态损耗的可能。即(五)1中提到的“危险”。
5.2 不采用“外延”工艺和“辐照”工艺，可以减低制造成本。
6.表中所列的第五、第六代产品是在IGBT经历了上述四次技术改进实践后对各种技术措施的重新组合。第五代IGBT是第四代产品“透明集电区技术”与“电场中止技术”的组合。第六代产品是在第五代基础上改进了沟槽栅结构，并以新的面貌出现。
请注意表中第五季第六代产品的各项指标改进十分明显，尤其是承受工作电压水平从第四代的3300V提高到6500V，这是一个极大的飞跃。
上述几项改进技术已经在各国产品中普遍采用，只是侧重面有所不同。除此以外，有报道介绍了一些其它技术措施如:内透明集电极、砷掺杂缓冲层、基板薄膜化、软穿通技术等。
世界各IGBT制造公司的技术动态
1.低功率IGBT
摩托罗拉、ST半导体、三菱等公司推出低功率IGBT产品，应用范围一般都在600V、1KA、1KHz以上区域。
2.NPT-IGBT
在设计600—1200V的IGBT时，NPT—IGBT可靠性最高，正成为IGBT发展方向。西门子公司可提供600V、1200V、1700V系列产品和6500V高压IGBT，并推出低饱和压降DLC型NPT—IGBT，依克赛斯、哈里斯、英特西尔、东芝等公司也相继研制出NPT—IGBT及其模块系列，富士电机、摩托罗拉等在研制之中。
3.SDB--IGBT
三星、快捷等公司采用SDB(硅片直接键合)技术，在IC生产线上制作第四代高速IGBT及模块系列产品，特点为高速，低饱和压降，低拖尾电流，正温度系数易于并联，在600V和1200V电压范围性能优良，分为UF、RUF两大系统。
4.超快速IGBT
国际整流器IR公司研制的超快速IGBT可最大限度地减少拖尾效应，关断时间不超过2000ns，采用特殊高能照射分层技术，关断时间可在100ns以下，拖尾更短，重点产品有6种型号。
5.IGBT功率模块
IGBT功率模块从复合功率模块PIM发展到智能功率模块IPM、电力电子积木PEBB、电力模块IPEM。PIM向高压大电流发展，其产品水平为1200—1800A/1800—3300V，IPM 600A/2000V。大电流IGBT模块，有源器件PEBB采用平面低电感封装技术。IPEM采用共烧瓷片多芯片模块技术，组装的PEBB大大降低电路接线电感，提高系统效率。智能化、模块化成。
