Back-Gate-Controlled IGBT (BC-IGBT)のターンオフ損失低減に向けた寄生素子動作のTCAD検討

カテゴリ: 研究会(論文単位)

論文No: EDD22063,SPC22203

グループ名: 【C】電子・情報・システム部門 電子デバイス/【D】産業応用部門 半導体電力変換合同研究会

発行日: 2022/11/28

タイトル(英語): TCAD Study of Parasitic Element Operation for Turn-off Loss Reduction of Back-Gate-Controlled IGBTs (BC-IGBTs)

著者名: 福井 宗利(東京大学),小林 勇介(東芝),末代 知子(東芝デバイス＆ストレージ),坂野 竜則(東芝),井口 智明(東芝),高尾 和人(東芝),下條 亮平(東芝デバイス＆ストレージ),更屋 拓哉(東京大学),伊藤 一夫(東京大学),高倉 俊彦(東京大学),鈴木 慎一(東京大学),平本 俊郎(東京大学)

著者名(英語): Munetoshi Fukui(The University of Tokyo),Yusuke Kobayashi(Toshiba Corporation),Tomoko Matsudai(Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation),Tatsunori Sakano(Toshiba Corporation),Tomoaki Inokuchi(Toshiba Corporation),Kazuto Takao(Toshiba Corporation),

キーワード: ＩＧＢＴ|両面ゲート|バックゲート|寄生バイポーラトランジスタ|ターンオフ損失|ＴＣＡＤ|IGBT|Double Side Gate|Back Gate|Parasitic Bipolar Transistor |Turn-off Loss|TCAD

要約(日本語): 基板裏面にMOSゲートを設けたBC-IGBTはターンオフ損失低減に有効である。本研究ではTCAD検討にて、裏面MOSのソース拡散層・コレクタ層・バッファ層で形成される寄生バイポーラトランジスタがオンすることによりバッファ層電位が上昇し、飽和電圧およびターンオフ損失の増大を招くことを明らかにした。この特性劣化は、コレクタ層のn型拡散層に接する領域の不純物濃度を選択的に高くすることで改善が可能である。_x000D_ _x000D_

要約(英語): The BC-IGBT, which possesses MOS gates on the backside of the substrate, is effective in reducing turn-off loss. TCAD studies revealed that increasing saturation voltage and turn-off loss in the BC-IGBT is caused by the buffer layer potential rise, which is induced by turning on the parasitic NPN bipolar transistor (N-type buffer/ P-type collector/ N-type source). This degradation can be improved by selectively increasing the boron doping concentration of the adjacent region of the P-type collector layer to the N-type source layer.

本誌: 2022年12月1日-2022年12月2日電子デバイス/半導体電力変換合同研究会-2

本誌掲載ページ: 69-74 p

原稿種別: 日本語

PDFファイルサイズ: 1,104 Kバイト