在开发IGBT的技术中,随着产品的更新换代,制造技术不断提高,精细加工也成为可能。现在,功率器件主要采用1μm以下的加工尺寸。
①IGBT从第一代到第四代的进化,估计UCE(sat)可降低50%,tf可提高50~60%。
②采用沟槽式栅极结构,缩小芯片尺寸。从第三代向第四代发展的过程中,IGBT通过从芯片表面向芯片内部沟槽式形成栅极,使精细加工成为可能。因为栅极的制作是从芯片表面向芯片内部挖一条沟,故将此结构称为沟槽结构。由于栅极沟槽化,使单胞单元尺寸缩小到原来的1/5,降低了MOSFET的沟道电阻,提高了单位芯片面积的电流密度,能制造同样额定电流而芯片尺寸最小的产品。
③采用新材料,改进产品特性。下一代的发展趋势之一是采用替代Si的新型材料来改进产品特性;第二是通过寿命时间控制法,局部制作窗口,减少UCE(sat)的依赖特性,不提高UCE(sat)就能使开关特性达到高速化;第三是借助精细加工降低MOS部分的沟道电阻。利用这些方式,就能使开关特性与MOSFET相同,从而使其UCE(sat)与晶闸管相同的状况成为现实。
本文节选自《开关电源实用技术》，由镭之源
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