一种具有多晶硅二极管栅极结构的槽栅IGBT设计

为改善传统槽栅IGBT结构开启损耗和电磁干扰噪声两种电学参数间的矛盾关系,在N型Poly栅极和槽栅底部之间引入P型Poly栅极,提出了一种具有多晶硅二极管栅极结构的槽栅IGBT结构(PDG-TIGBT),并实现了工艺制程的设计.多晶硅栅结构中的低掺杂P型Poly栅极与漂移区相互耗尽形成栅内耗尽电容,在较高的集电极电压下可将器件密勒电容CGC降低70.7％,并将槽栅底部电位Vacc抬升146％.密勒电容的减小和槽栅底部电位的提升可有效优化IGBT开启特性与噪声特性的折中关系,仿真结果表明:相较于传统槽栅结构,PDG-TIGBT有效地抑制了电磁干扰噪声对器件电学性能的影响.在开启瞬态,PDG-TIGBT的槽栅底部电位增长速度dVacc/dt减小23.5％,集电极电流变化率最大值dICE/dt(max)减小45.8％.在开启损耗EON保持一致的前提下,PDG-TIGBT的dICE/dt(max)减小了84.2％,dVKA/dt(max)下降了44.4％.