淺談IGBT行業新興技術：超級結技術與逆導技術

合明科技發布時間：2023-11-08 ?? 2966 Tags：硅外延技術車規級IGBT芯片封裝清洗超級結型芯片

IGBT行業新興技術包括超級結技術與逆導技術；超級結型通過溝槽柵拉伸至下層襯底層增加芯片耐壓；逆導型器件將IGBT與FRD同時集中于1塊芯片；較多IDM企業直接購買硅片制作外延或購買外延制作芯片；硅外延技術壁壘相對較低，廠商可自行生產或購買成品。

1.IGBT行業新興技術包括超級結技術與逆導技術。MOSFET分為溝槽型、屏蔽柵型以及超級結型。超級結型將其溝槽伸長至下1層結構，其目的為增加耐壓，超級結型芯片最高達800-900V。針對超級結型芯片，MOS管電壓與RDS（ON）呈指數關系，RDS（ON）為導通電阻，導通電阻與耐壓2.5次方成正比，較高電壓損耗較大。

2.超級結型芯片通過溝槽柵拉伸至下層襯底層，其將耐壓2.5次方改為耐壓1.5次方，RDS（ON）損耗增長相對減緩。針對超級結型芯片，IGBT背面增加PE層，其增加電導調制效應后從雙極性器件變為單極性器件。

3.逆導型器件通過向IGBT P層注入少子，其將IGBT與FRD同時集中于1塊芯片。目前英飛凌與國內廠商區分IGBT與FRD。

4.較多IDM企業直接購買硅片制作外延或購買外延制作芯片。士蘭微與華虹等企業針對8英寸IGBT不使用外延器件，其直接購買區熔硅襯底制作芯片，8英寸IGBT可使用外延技術。12英寸IGBT需增加硅制外延。

5.較少企業自行開展整體產業鏈，其包括硅襯底、外延、流片以及封裝。士蘭微針對部分器件自行制作外延，針對8英寸IGBT等無需外延器件，士蘭微與華虹直接購買區熔硅襯底制作芯片。IGBT無全產業鏈廠商，碳化硅全產業鏈廠商較多。

6.8英寸IGBT無需外延，其使用重摻雜區熔硅，區熔硅可制作尺寸上限為8英寸。

7.12英寸IGBT需增加外延，其使用硅制作外延，其為銅制。廠商針對12英寸IGBT可購買外延片。

8.硅外延技術發展時間較長，其技術壁壘相對較低，廠商可自行生產或購買成品，外延廠商使用HM與CVD等工藝設備制作外延。廠商針對8英寸IGBT具備2種方案，廠商可使用區熔硅代替外延，其可使用8英寸外延，此2種方案性能差異較小，其直接使用區熔硅工藝較簡便。士蘭微使用區熔硅制作8英寸IGBT。2019年底士蘭微投產12英寸IGBT產線。

車規級IGBT芯片封裝清洗：

合明科技研發的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。

水基清洗的工藝和設備配置選擇對清洗精密器件尤其重要，一旦選定，就會作為一個長期的使用和運行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。

污染物有多種，可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環境中的濕氣，通電后發生電化學遷移，形成樹枝狀結構體，造成低電阻通路，破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層，在PCB板表層下生長枝晶。除了離子型和非離子型污染物，還有粒狀污染物，例如焊料球、焊料槽內的浮點、灰塵、塵埃等，這些污染物會導致焊點質量降低、焊接時焊點拉尖、產生氣孔、短路等等多種不良現象。

這么多污染物，到底哪些才是最備受關注的呢？助焊劑或錫膏普遍應用于回流焊和波峰焊工藝中，它們主要由溶劑、潤濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分，焊后必然存在熱改性生成物，這些物質在所有污染物中的占據主導，從產品失效情況來而言，焊后殘余物是影響產品質量最主要的影響因素，離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降，松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質引發接觸電阻增大，嚴重者導致開路失效，因此焊后必須進行嚴格的清洗，才能保障電路板的質量。

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