一种具有阳极NPN的Si/SiC异质结IGBT结构

摘要

为了降低IGBT的关断时间与导通压降,并且折衷关断损耗与导通压降之间的关系,提出一种具有阳极NPN结构的Si/SiC异质结IGBT器件。该器件在SiC-IGBT的基础上,阳极处引入Si材料,并进行NPN掺杂。Si与N_Buffer结合成N-Si/N-SiC异质结,形成阳极NPN三级管结构。相比于SiC的价带,Si/SiC异质结处拥有较高的价带能级,利用异质结价带差,当器件关断时,阳极端可以快速抽取异质结附近的空穴,降低关断时间。此外NPN三级管结构在关断时开启,抽取载流子。在2种抽取载流子途径下,进一步降低了关断时间。Sentaurus TCAD器件仿真结果表明,在电阻负载下,相比传统SiC-IGBT与阳极端NPN结构SNPN-IGBT,关断时间分别降低了13%与36%;在电感负载下,关断损耗分别降低了79%与68%。该器件在NPN的基础上进一步降低关断损耗,器件导通压降有轻微上升,实现导通压降与关断损耗的折衷关系,实现了低损耗、高频率器件性能。

关键词

Si/SiC / 异质结 / 阳极NPN / 关断损耗 / IGBT