具有新型缓冲层的IGBT特性研究

为了降低低压场终止型IGBT的工艺难度并改善其关断特性,对注氢场终止型IGBT(PFS-IGBT)的缓冲层进行了研究,引入了传统场终止型IGBT(FS-IGBT)和线性缓变掺杂场终止型IGBT(LFS-IGBT)来与PFS-IGBT作对比。PFS-IGBT的缓冲层通过多次注氢形成,从背面到内部的掺杂浓度依次降低,具有多个浓度峰值,厚度为20~30 μm。FS-IGBT的缓冲层掺杂浓度较高,厚度为5 μm。LFS-IGBT的缓冲层从背面到内部的掺杂浓度呈线性降低,其厚度为20~30 μm。采用Sentaurus TCAD对三种具有不同缓冲层结构的IGBT(600 V/40 A)的特性进行了分析。结果表明,PFS-IGBT通过控制注氢次数、剂量和能量可以获得最优的掺杂分布,器件性能与LFS-IGBT相当,比FS-IGBT拥有更平缓的电流关断波形和更强的短路坚固性。     

用于GaN驱动芯片的低功耗高可靠高侧供电电路

高侧供电电路对GaN驱动芯片的可靠性和功耗有非常重要的影响。设计并实现了一种低功耗高可靠的高侧供电电路。考虑到GaN器件的低栅源击穿电压及其反向导通特性，通过自举钳位稳压设计将低压差线性稳压器(LDO)直接搭建在高侧通路以实现对GaN器件栅源电压的保护，此外通过设计抗高侧地HS负压的电平位移电路以实现在高频、高噪声条件下GaN驱动芯片能够正常工作。该高侧供电电路基于0.18μm BCD工艺设计并流片，测试结果表明，集成该高侧供电电路的GaN驱动芯片的高侧输出端能够在最大90 V/ns的电压转换速率或最小25 ns脉宽的输入脉冲下输出最大压差5 V的方波信号，具有良好的性能。