2500V压接式IGBT芯片的仿真与验证.pdf

第4卷 第4期 智 能 电 网 V_01．4NO．4 2016年 4月 SmartGrid Apr．2016 DOI：10．141718．2095-5944．sg．2016．04．002 文章编号：2095—5944(2016)04-0355—06 中图分类号：TN32 文献标志码：A 2500V压接式 IGBT芯片的仿真与验证 李立，高明超，刘江，赵哿，王耀华，金锐，温家良，潘艳 (全球能源互联网研究院，北京市 昌平区 102209) SimulationandVerificationof2500V Press—packIGBTChip LILi，GAOMingchao，LIUJiang，ZHAOGe，WANGYaohua，JINRui，WENJialiang，PAN Yan (GlobalEnergyInterconnectionResearchInstitute，ChangpingDistrict，Beijing102209，China) ABSTRACT：A2500V／50Anonpunchthroughinsulatorgatebipolartransistor(NPT—IGBT)chipforpress-packwithsel~owned intellecutalpropertyrightisdesignedbasedontheexistingtechnologyplatform．Theactiveregioncellofthechipisbasedonthe planarstructure，htedevicesimulationresultsraeusedforthechip’Sdynamicavalancheimmunitydesignandanti·latch—updesing ， andthecarrierenhancementtechnologyisadoptedtoreducehtesaturationvoltagedropofhtedevice．A guardringandmultistep fieldplatesterminationstrucutrecombinedwiththelateralfield-stoptechn iqueisdesing edtoimprovehtetemr inalefficiency．The testresultsshow thathtebreakdownvoltageismorethan3500V，htesaturationvoltagerdopis2．65V，andhtethresholdvoltageis 6．5V，whichmeethteexpectedsimulationresultsandrequirementofchipdesing ． KEY W ORDS：IGBT；press—pack；cell；temr ination；verification 摘要：基于现有工艺平台设计一款具有 自主知识产权的2500V／50A非穿通型(NPT)压接式 IGBT芯片。芯片有源区元胞采 用平面型结构，结合器件仿真结果采用抗动态雪崩及抗闩锁设计，同时采用载流子增强技术来降低器件的饱和压降。芯片终 端区采用场环加多级场板的复合结构，结合横向的场终止技术，实现高效率的终端结构设计。将此设计进行流片验证，测试 结果显示击穿电压3500V以上，饱和压降2．65v，阈值电压 6．5V，符合仿真预期和芯片设计要求。 关键词：IGBT；压接封装；元胞；终端；验证 压接式 IGBT相比传统模块式 IGBT的优势在 0 引言 于取消了绝大部分的焊接点，内部引线采用压接方 随着智能电网建设的逐步推进，需要更多电力 式接触，有效降低了因功率循环和热循环而造成的 电子设备和电力电子技术的应用，而其中的核心器 焊点开裂的故障率。另外，压接式封装的失效形式 件也将逐步从半控器件(如晶闸管)转变成全