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

　　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。

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