功率器件中功率半导体IGBT工艺流程是怎么样的呢?

半导体守护者 2024-09-19 20:16:58

先,我们先了解一下,什么是功率半导体?

功率半导体包括两个部分:功率器件和功率IC。功率器件是功率半导体分立器件的分支,而功率IC则是将功率半导体分立器件与各种功能的外围电路集成而得来。功率半导体的功能主要是对电能进行转换,对电路进行控制,改变电子装置中的电压和频率,直流或交流等,均具有处理高电压、大电流的能力。

目前主流、使用较多的半导体器件,一是晶闸管,它可以输出较大功率,但频率相对较低,主要用于直流输电和大功率低频电源等;二是IGCT,它是将GTO与门极驱动电路以低感方式集成在一起,这样可以改善关断性能,此器件目前主要用于大功率电机传动,包括船舶驱动、海上风电等;三是IGBT,自上世纪90年代突破技术瓶颈以后,已经实现产业化和大规模应用,当前大功率IGBT最高可实现6500V,其应用方式较广,包括轨道交通、光伏发电、汽车电子等,是当前主流开关器件。

IGBT模块具有节能、安装维修方便、散热稳定等特点,它的作用是交流电和直流电的转换,同时还承担电压高低转换的功能,可以说是电动车的核心技术之一。IGBT的好坏直接影响电动车功率的释放速度。IGBT约占电机驱动系统成本的一半,而电机驱动系统占整车成本的15-20%,也就是说IGBT占整车成本的7-10%,是除电池之外成本第二高的元件,也决定了整车的能源效率。

新能源汽车对IGBT提出非常高的要求,要求其拥有更强大、更高效的功率处理能力,同时也要降低本身过多的电力消耗和不必要的热量产生,以提高整车的性能。主要在温度冲击、功率循环、温度循环、结温等与全生命周期可靠性相关的一些方面提出了更高的标准。

作为新型功率半导体器件的主流器件,IGBT应用非常广泛,如家用电器、电动汽车、铁路、充电基础设施、充电桩,光伏、风能,工业制造、电机驱动,以及储能等领域。

IGBT模块是新一代的功率半导体电子元件模块,诞生于20世纪80年代,并在90年代进行新一轮的改革升级,通过新技术的发展,现在的IGBT模块已经成为集通态压降低、开关速度快、高电压低损耗、大电流热稳定性好等等众多特点于一身,而这些技术特点正式IGBT模块取代旧式双极管成为电路制造中的重要电子器件的主要原因。

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