[發明專利]一種IGBT的設計方法

有效

• 申請號: 202010052816.4
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111159921B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 陶少勇;溫世達;呂磊
• 申請（專利權）人: 安徽瑞迪微電子有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;H01L29/739
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 鐘雪

1.一種IGBT的設計方法，其特征在于，所述方法具體包括如下步驟：

S1、構建IGBT的元胞模型；

S2、在IGBT元胞模型上調整單一的IGBT參數，IGBT參數包括元胞結構參數和工藝參數，獲取各IGBT參數在不同取值下的IGBT性能指標值；

S3、通對各IGBT參數對應的IGBT性能指標數據分別進行曲線擬合，獲取多組IGBT參數與IGBT性能指標的擬合曲線及其對應的函數；

S4、將各組IGBT參數與IGBT性能指標的函數導入目標優化函數，在IGBT的元胞模型中將各IGBT參數作為輸入量，IGBT的目標性能指標作為輸出量，搜索符合IGBT的目標性能指標的最優IGBT參數組合；

所述步驟S2具體包括如下步驟：

S21、確定IGBT元胞模型的輸入參數及輸出參數，輸入參數為一個IGBT參數，輸出參數為一個IGBT性能指標；

S22、設定輸入參數的選擇區間及步進，基于步進來獲取不同輸入參數下的輸出參數值，即獲取一組的輸入參數對應的輸出參數值；

S23、遍歷IGBT的性能指標，基于步驟S21及步驟S22來獲取該IGBT參數在不同取值下的IGBT性能指標；

S24、遍歷IGBT參數，基于步驟S21至步驟S24獲取所有IGBT參數在不同取值下的IGBT性能指標；

所述IGBT的元胞結構由從下到上依次包括：集電極、P+襯底、N緩沖區、N漂移區，并列設于N漂移區上的P型層及柵極，在柵極與N漂移區之間及柵極與P型層之間設有連續的絕緣層一，在P型層的頂部設有N型層，N型層的頂部設有發射極，發射極的底部部分與P型層頂部接觸，柵極的頂部設由絕緣層二，絕緣層二的底部部分與N型層的頂部接觸。

2.如權利要求1所述的IGBT的設計方法，其特征在于，在步驟S4之后還包括：

S5、對目標優化函數輸出的最優IGBT參數組合進行流片實驗，驗證最優IGBT參數組合的合理性，若不合理，則返回步驟S2。

3.如權利要求1所述的IGBT的設計方法，其特征在于，IGBT性能指標包括：導通壓降，開關延遲時間、擊穿電壓、開關損耗及短路電流；

IGBT參數包括：元胞結構參數及工藝參數，其中，元胞結構參數包括：元胞的寬度W₀，N型層的寬度W₁，P型層的寬度W2、N漂移區的厚度H3、N緩沖區的厚度H4及P+襯底的厚度H5；

工藝參數包括：發射極摻雜濃度、集電極摻雜濃度及P型層摻雜濃度。