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(fā)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(fā)展,,而在這些電力電子器件中發(fā)展速度最快的無疑是IGBT,;
IGBT具有耐壓高、導通壓降低,、驅(qū)動電路簡單,、高頻率、易于開關等優(yōu)良性能,,適用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)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(xiàn),,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(fā)展得更加豐富,同時為高效節(jié)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(yōu)點集于一身,,既有輸入阻抗高,、速度快,、熱穩(wěn)定性好;電壓驅(qū)動(MOSFET 的優(yōu)點,,克服GTR缺點),;又具有通態(tài)壓降低,可以向高電壓,、大電流方向發(fā)展(GTR的優(yōu)點,,克服MOSFET的缺點)等綜合優(yōu)點,因此IGBT發(fā)展很快,,在開關頻率大于1KHz,,功率大于5KW的應用場合具有優(yōu)勢。
IGBT的結(jié)構(gòu)多種多樣分為穿通型,,非穿通型,,劃分依據(jù)為:臨界擊穿電壓下P base-N drift結(jié)耗盡層的擴展是否穿透了N-基區(qū);
技術層面:
IGBT芯片經(jīng)歷了一系列的迭代過程從PT技術向NPT技術,,再到現(xiàn)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(xù)降低了Vce,,并提高了功率密度;通過表面金屬及鈍化層優(yōu)化,,可滿足車用的高可靠性要求,。
FS工業(yè)技術簡介:
FS工藝它同時具有PT-IGBT和NPT-IGBT的優(yōu)點,,至今一直居于主導地位;由工采網(wǎng)代理的臺灣茂矽IGBT晶圓片均采用了FS技術,。
FS生產(chǎn)工藝以輕摻雜N- 區(qū)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(zhì)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(qū)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(yōu)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(yè)控制/變頻、白色家電,、光伏系統(tǒng),、UPS
3、高壓1700v-6500v下可應用于:軌道運輸,、電網(wǎng),、風電系統(tǒng)
強強聯(lián)手臺灣茂矽電子IGBT晶圓產(chǎn)品7月正式在ISweek工采網(wǎng)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(xiàn)場停止技術、低開關損耗,、正溫度系數(shù),、簡單的平行特性。
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