創(chuàng)新技術(shù)推動國家功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展
5月13日至17日，國際公認(rèn)的功率半導(dǎo)體領(lǐng)域權(quán)威的學(xué)術(shù)會議——第三十屆國際功率半導(dǎo)體器件與集成電路年會（The 30th IEEE International Symposium on Power Semiconductor Devices and Ics，以下簡稱ISPSD）在美國芝加哥舉行, 本屆會議也是“ISPSD 30周年盛典”。來自全球23個國家和地區(qū)的知名功率半導(dǎo)體公司、產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界人員參與了此次盛會。
近年來，中車時代半導(dǎo)體一直致力于高功率密度IGBT研究并獲得了一定成果。2017年，在日本札幌召開的第29屆ISPSD中車時代半導(dǎo)體首次發(fā)布了1700V RET-IGBT的技術(shù)成果。今年在美國芝加哥召開的第30屆ISPSD，中車時代半導(dǎo)體再次發(fā)布RET-IGBT技術(shù)上取得的兩項新突破，分別應(yīng)用于750V和3300V電壓等級IGBT，將中國功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展推向了一個新的高度。
精細(xì)溝槽是實現(xiàn)高功率密度IGBT的主流技術(shù)路線。隨著精細(xì)化程度的提高，IGBT特征線寬不斷降低，制造難度不斷增大，對IGBT生產(chǎn)線的要求不斷提高。中車時代半導(dǎo)體具有自主知識產(chǎn)權(quán)的RET-IGBT技術(shù)，創(chuàng)新性地在發(fā)射極下方嵌入一個或多個溝槽，在不降低發(fā)射極接觸窗口線寬、不增加工藝難度的前提下，可大幅提高IGBT精細(xì)化程度。同時，RET結(jié)構(gòu)為空穴載流子提供了額外的傳輸路徑，可降低“P基區(qū)/ N+源區(qū)”結(jié)上的壓降，從而提高閂鎖被觸發(fā)的閾值，大幅拓展IGBT的安全工作區(qū)SOA。該技術(shù)使得在相同的特征尺寸下，進(jìn)一步全面提高IGBT導(dǎo)通壓降VCE(ON)—關(guān)斷損耗EOFF—安全工作區(qū)SOA折衷性能成為可能，具有顯著的技術(shù)優(yōu)越性，可廣泛應(yīng)用于電動汽車、軌道交通、智能電網(wǎng)、新能源等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。
針對電動/混動汽車應(yīng)用需求，中車時代半導(dǎo)體進(jìn)一步對RET-IGBT的Dummy區(qū)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，提出具備“嵌入式溝槽陪柵（RDT）”結(jié)構(gòu)的RET-IGBT，并結(jié)合薄片技術(shù)，成功將RET-IGBT運用于汽車級750V IGBT上，導(dǎo)通壓降VCE(ON)—關(guān)斷損耗EOFF折衷關(guān)系大幅提升。相對于常規(guī)IGBT結(jié)構(gòu)，RET-IGBT導(dǎo)通壓降VCE(ON)降低0.35V，降幅達(dá)17.1%；結(jié)合RDT結(jié)構(gòu)，導(dǎo)通損耗EON和關(guān)斷損耗EOFF進(jìn)一步分別降低34.9% 和12.3%。
針對軌道交通、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域的應(yīng)用要求，中車時代半導(dǎo)體將RET-IGBT技術(shù)拓展至3300V電壓等級。通過仿真器件特性，發(fā)現(xiàn)短路狀態(tài)下RET-IGBT的溝道耗盡僅發(fā)生在臺面一側(cè)，即使在亞微米級(0.5μm)臺面寬度下，RET-IGBT也能有效抑制臺面間P基區(qū)的電導(dǎo)調(diào)制發(fā)生，利于短路安全工作區(qū)SCSOA的拓展。制備的3300V RET-IGBT獲得了強(qiáng)健的SCSOA和RBSOA性能。
自1992年第四屆ISPSD開始，該會議每年舉辦一次，輪流在日本、美國、歐洲進(jìn)行。近年來，以中國為代表的亞洲地區(qū)功率半導(dǎo)體領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界對行業(yè)的影響力日趨加強(qiáng)，2015年，ISPSD首次在中國舉辦，亞洲地區(qū)(除日本外)也增加成為ISPSD四個輪值舉辦地之一。2019年5月19日，第31屆ISPSD也將在上海舉行。中車時代半導(dǎo)體將在包括IGBT和SiC器件在內(nèi)的功率半導(dǎo)體領(lǐng)域持續(xù)深耕細(xì)作，帶來更好的技術(shù)和產(chǎn)品，為推動中國功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展而不懈努力。
近年來，中車時代半導(dǎo)體一直致力于高功率密度IGBT研究并獲得了一定成果。2017年，在日本札幌召開的第29屆ISPSD中車時代半導(dǎo)體首次發(fā)布了1700V RET-IGBT的技術(shù)成果。今年在美國芝加哥召開的第30屆ISPSD，中車時代半導(dǎo)體再次發(fā)布RET-IGBT技術(shù)上取得的兩項新突破，分別應(yīng)用于750V和3300V電壓等級IGBT，將中國功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展推向了一個新的高度。
精細(xì)溝槽是實現(xiàn)高功率密度IGBT的主流技術(shù)路線。隨著精細(xì)化程度的提高，IGBT特征線寬不斷降低，制造難度不斷增大，對IGBT生產(chǎn)線的要求不斷提高。中車時代半導(dǎo)體具有自主知識產(chǎn)權(quán)的RET-IGBT技術(shù)，創(chuàng)新性地在發(fā)射極下方嵌入一個或多個溝槽，在不降低發(fā)射極接觸窗口線寬、不增加工藝難度的前提下，可大幅提高IGBT精細(xì)化程度。同時，RET結(jié)構(gòu)為空穴載流子提供了額外的傳輸路徑，可降低“P基區(qū)/ N+源區(qū)”結(jié)上的壓降，從而提高閂鎖被觸發(fā)的閾值，大幅拓展IGBT的安全工作區(qū)SOA。該技術(shù)使得在相同的特征尺寸下，進(jìn)一步全面提高IGBT導(dǎo)通壓降VCE(ON)—關(guān)斷損耗EOFF—安全工作區(qū)SOA折衷性能成為可能，具有顯著的技術(shù)優(yōu)越性，可廣泛應(yīng)用于電動汽車、軌道交通、智能電網(wǎng)、新能源等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。
針對電動/混動汽車應(yīng)用需求，中車時代半導(dǎo)體進(jìn)一步對RET-IGBT的Dummy區(qū)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，提出具備“嵌入式溝槽陪柵（RDT）”結(jié)構(gòu)的RET-IGBT，并結(jié)合薄片技術(shù)，成功將RET-IGBT運用于汽車級750V IGBT上，導(dǎo)通壓降VCE(ON)—關(guān)斷損耗EOFF折衷關(guān)系大幅提升。相對于常規(guī)IGBT結(jié)構(gòu)，RET-IGBT導(dǎo)通壓降VCE(ON)降低0.35V，降幅達(dá)17.1%；結(jié)合RDT結(jié)構(gòu)，導(dǎo)通損耗EON和關(guān)斷損耗EOFF進(jìn)一步分別降低34.9% 和12.3%。
針對軌道交通、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域的應(yīng)用要求，中車時代半導(dǎo)體將RET-IGBT技術(shù)拓展至3300V電壓等級。通過仿真器件特性，發(fā)現(xiàn)短路狀態(tài)下RET-IGBT的溝道耗盡僅發(fā)生在臺面一側(cè)，即使在亞微米級(0.5μm)臺面寬度下，RET-IGBT也能有效抑制臺面間P基區(qū)的電導(dǎo)調(diào)制發(fā)生，利于短路安全工作區(qū)SCSOA的拓展。制備的3300V RET-IGBT獲得了強(qiáng)健的SCSOA和RBSOA性能。
自1992年第四屆ISPSD開始，該會議每年舉辦一次，輪流在日本、美國、歐洲進(jìn)行。近年來，以中國為代表的亞洲地區(qū)功率半導(dǎo)體領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界對行業(yè)的影響力日趨加強(qiáng)，2015年，ISPSD首次在中國舉辦，亞洲地區(qū)(除日本外)也增加成為ISPSD四個輪值舉辦地之一。2019年5月19日，第31屆ISPSD也將在上海舉行。中車時代半導(dǎo)體將在包括IGBT和SiC器件在內(nèi)的功率半導(dǎo)體領(lǐng)域持續(xù)深耕細(xì)作，帶來更好的技術(shù)和產(chǎn)品，為推動中國功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展而不懈努力。
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