近年來世界能源消耗加劇以及電力需求的不斷增加,大力開發新型電力電子器件已成為新趨勢。隨著科技的不斷進步,所有的電力電子器件都有了飛速的發展,而在這些電力電子器件中發展速度最快的無疑是IGBT;
IGBT具有耐壓高、導通壓降低、驅動電路簡單、高頻率、易于開關等優良性能,適用于直流電壓為600V及以上的變流系統如:UPS電源、光伏逆變器、充電樁、BMS、儲能、變頻器、照明電路、牽引傳動等領域。
隨著以MOSFET、IGBT為代表的電壓控制型器件的出現,電力電子技術便從低頻迅速邁入了高頻電力電子階段,并使電力電子技術發展得更加豐富,同時為高效節能、省材 、新能源、自動化及智能化提供了新的機遇。
IGBT/wafer將MOSFET和GTR的優點集于一身,既有輸入阻抗高、速度快、熱穩定性好;電壓驅動(MOSFET 的優點,克服GTR缺點);又具有通態壓降低,可以向高電壓、大電流方向發展(GTR的優點,克服MOSFET的缺點)等綜合優點,因此IGBT發展很快,在開關頻率大于1KHz,功率大于5KW的應用場合具有優勢。
IGBT的結構多種多樣分為穿通型,非穿通型,劃分依據為:臨界擊穿電壓下P base-N drift結耗盡層的擴展是否穿透了N-基區;
技術層面:
IGBT芯片經歷了一系列的迭代過程從PT技術向NPT技術,再到現在FS技術的升級,使芯片變薄,降低了熱阻,并提升了Tj;
IEGT、CSTBT和MPT的引入;持續降低了Vce,并提高了功率密度;通過表面金屬及鈍化層優化,可滿足車用的高可靠性要求。
FS工業技術簡介:
FS工藝它同時具有PT-IGBT和NPT-IGBT的優點,至今一直居于主導地位;由工采網代理的臺灣茂矽IGBT晶圓片均采用了FS技術。
FS生產工藝以輕摻雜N- 區熔單晶硅作為起始材料,完成正面元胞制作之后再進行背面工藝。在硅片減薄之后,首先在硅片的背面注入磷,形成N+ buffer, 最后注入硼,形成P+ collector, 激活雜質后再淀積金屬鋁。
FS相對于NPT而言,背面增加了N型注入、硅片更薄,硅片在加工過程中的碎片率上升。更薄的N-區電阻小,使VCESAT更低;更薄N-層導通時存儲的過剩載流子總量少,使關斷時間及關斷損耗減少。
IGBT晶圓片具有小尺寸、高功率密度、低成本、高可靠性等諸多優點,不同電壓可作用于:
1、600V逆導型FS-IGBT主要應用于消費電子,白色家電,汽車電子等中低壓消費領域。
2、600-1700V可應用于:EV/HEV 、馬達電機相關應用、工業控制/變頻、白色家電、光伏系統、UPS
3、高壓1700v-6500v下可應用于:軌道運輸、電網、風電系統
強強聯手臺灣茂矽電子IGBT晶圓產品7月正式在ISweek工采網上架,其推出的三款FS工藝6寸1200V IGBT晶圓片:1、25A/P81MV020NL0011P;2、40A/P81MV022NL0013P; 3、15A/P81MV023NL0014P;都具備1200V壕溝和現場停止技術、低開關損耗、正溫度系數、簡單的平行特性。
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