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茂矽丨打破技术垄断 FS工艺技术IGBT推动新能源汽车电驱系统发展

工采网电子元件 2022-07-14 17:19 发文

  近年来世界能源消耗加剧以及电力需求的不断增加,大力开发新型电力电子器件已成为新趋势。随着科技的不断进步,所有的电力电子器件都有了飞速的发展,而在这些电力电子器件中发展速度最快的无疑是IGBT;

  IGBT具有耐压高、导通压降低、驱动电路简单、高频率、易于开关等优良性能,适用于直流电压为600V及以上的变流系统如:UPS电源、光伏逆变器、充电桩、BMS、储能、变频器、照明电路、牵引传动等领域。

  随着以MOSFET、IGBT为代表的电压控制型器件的出现,电力电子技术便从低频迅速迈入了高频电力电子阶段,并使电力电子技术发展得更加丰富,同时为高效节能、省材 、新能源、自动化及智能化提供了新的机遇。

  IGBT/wafer将MOSFET和GTR的优点集于一身,既有输入阻抗高、速度快、热稳定性好;电压驱动(MOSFET 的优点,克服GTR缺点);又具有通态压降低,可以向高电压、大电流方向发展(GTR的优点,克服MOSFET的缺点)等综合优点,因此IGBT发展很快,在开关频率大于1KHz,功率大于5KW的应用场合具有优势。

  IGBT的结构多种多样分为穿通型,非穿通型,划分依据为:临界击穿电压下P base-N drift结耗尽层的扩展是否穿透了N-基区;

  技术层面:

  IGBT芯片经历了一系列的迭代过程从PT技术向NPT技术,再到现在FS技术的升级,使芯片变薄,降低了热阻,并提升了Tj;

  IEGT、CSTBT和MPT的引入;持续降低了Vce,并提高了功率密度;通过表面金属及钝化层优化,可满足车用的高可靠性要求。

  FS工业技术简介:

  FS工艺它同时具有PT-IGBT和NPT-IGBT的优点,至今一直居于主导地位;由工采网代理的台湾茂矽IGBT晶圆片均采用了FS技术。

  FS生产工艺以轻掺杂N- 区熔单晶硅作为起始材料,完成正面元胞制作之后再进行背面工艺。在硅片减薄之后,首先在硅片的背面注入磷,形成N+ buffer, 最后注入硼,形成P+ collector, 激活杂质后再淀积金属铝。

  FS相对于NPT而言,背面增加了N型注入、硅片更薄,硅片在加工过程中的碎片率上升。更薄的N-区电阻小,使VCESAT更低;更薄N-层导通时存储的过剩载流子总量少,使关断时间及关断损耗减少。

  IGBT晶圆片具有小尺寸、高功率密度、低成本、高可靠性等诸多优点,不同电压可作用于:

  1、600V逆导型FS-IGBT主要应用于消费电子,白色家电,汽车电子等中低压消费领域。

  2、600-1700V可应用于:EV/HEV 、马达电机相关应用、工业控制/变频、白色家电、光伏系统、UPS

  3、高压1700v-6500v下可应用于:轨道运输、电网、风电系统

  强强联手台湾茂矽电子IGBT晶圆产品7月正式在ISweek工采网上架,其推出的三款FS工艺6寸1200V IGBT晶圆片:1、25A/P81MV020NL0011P;2、40A/P81MV022NL0013P; 3、15A/P81MV023NL0014P;都具备1200V壕沟和现场停止技术、低开关损耗、正温度系数、简单的平行特性。

  具体各产品型号特性及规格书均可查询,欢迎广大新老客户进行咨询,热线:19168597394(微信同号)专业技术支持、可申请提供免费样品测试!


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