IGBT技術(shù)的進(jìn)步主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:通過采用和改進(jìn)溝槽柵優(yōu)化垂直載流子濃度，利用“場終止”概念(也稱“軟穿通”或“輕穿通”)降低晶圓N襯底厚度。

　　此外，單片二極管IGBT的概念也經(jīng)常被討論。最早投入生產(chǎn)的反向?qū)↖GBT，針對電子鎮(zhèn)流器的應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化，被稱為“LightMOS”。

　　挖溝機(jī)和遙控IGBT技術(shù)

　　在TrenchStop技術(shù)中，溝槽柵極結(jié)合了場終端的概念(見圖1中的IGBT)。因?yàn)榘l(fā)射極(陰極)附近的載流子濃度增加，所以溝槽柵可以降低傳導(dǎo)損耗。場終止的概念是NPT概念的進(jìn)一步發(fā)展，包括在晶片背面注入額外的N摻雜層。

　　將場停止層與具有高電阻率的晶片襯底相結(jié)合可以將器件的厚度減小大約三分之一，同時(shí)保持相同的阻斷電壓。隨著晶片厚度的減小，導(dǎo)通損耗和關(guān)斷損耗可以進(jìn)一步降低。場停止層的摻雜程度較低，因此不會(huì)影響背面注入的低摻雜P發(fā)射極。為了實(shí)現(xiàn)RC-IGBT，二極管的部分N摻雜背陰極(圖1)將與IGBT集電極下方的P發(fā)射極結(jié)合。

　　RC-IGBT的trench gate概念基于與傳統(tǒng)TrenchStop-IGBT相同的技術(shù)(見圖2)，但它針對軟開關(guān)應(yīng)用(如電磁爐或微波爐應(yīng)用)所需的低飽和壓降Vce(sat)進(jìn)行了優(yōu)化。成千上萬的溝槽柵是用金屬(鋁)連接的，這也是連接區(qū)域。柵極和發(fā)射極之間的區(qū)域和端子嵌入絕緣亞胺膜中。投入生產(chǎn)的RC2-IGBT的溝槽門更小，比標(biāo)準(zhǔn)的溝槽門-IGBT多150%的溝槽門單元。圖3是基于溝槽阻擋技術(shù)的第一代RC2-IGBT溝槽柵極的截面圖。

　　超薄晶圓技術(shù)

　　因?yàn)殚_啟電壓和關(guān)斷損耗很大程度上取決于晶片的厚度，所以需要制造更薄的IGBT。圖4顯示了英飛凌600/1，200V IGBT和EMCON二極管的晶片厚度趨勢。對于新的1200伏RC-IGBT，120微米厚的晶片將是標(biāo)準(zhǔn)工藝。這需要復(fù)雜的晶片處理，包括正面和背面的特殊處理設(shè)備。薄化晶片可以通過晶片研磨和濕法化學(xué)蝕刻來實(shí)現(xiàn)。

　　新RC2-IGBT的優(yōu)勢

　　英飛凌新推出的RC2-IGBT系列產(chǎn)品基于成熟的TrenchStop技術(shù)，具有較低的飽和壓降。此外，IGBT還集成了一個(gè)低直流電壓的大功率二極管。

　　新RC2-IGBT的優(yōu)勢是為軟開關(guān)應(yīng)用優(yōu)化的定制解決方案，如微波爐、電磁爐和感應(yīng)加熱電飯煲。與以前的設(shè)備相比，RC2-IGBT可以提高性能，減少飽和壓降損失。這會(huì)導(dǎo)致整體損耗非常低，因此需要更小的散熱器。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是結(jié)溫提高到TvJ(max)=175℃，比普通IGBT芯片高25℃。該結(jié)溫已通過TO-247無鉛封裝的應(yīng)用得到驗(yàn)證。

　　在典型飽和壓降Vce(sat)=1.6V@25℃/1.85V@175℃和典型直流電壓Vf=1.25V@175℃(額定電流)的條件下，功率損耗(尤其是軟開關(guān)應(yīng)用中的傳導(dǎo)損耗)可以大大降低。從IHW20N120R2下降時(shí)間的正切值可以看出高速——TF = 24 ns @ 25℃，RG = 30ω (44NS @ 175℃)。IHW30120R2在下降時(shí)間上表現(xiàn)優(yōu)異:tf=33ns@25℃，RG = 30ω；175℃時(shí)tf=40ns

　　硬開關(guān)條件下，室溫下175℃的結(jié)溫和IHW20N120R2(IN=20A，Vces = 1,200V)和IHW30N120R2(IN=30A)的下降時(shí)間正切。