High VoltageアプリケーションへのLPT(II)-CSTBT(III)技術のチャレンジ~ 新規エッジターミネーション設計による高ターンオフ耐量化 ~

カテゴリ: 研究会(論文単位)

論文No: EDD12077,SPC12150

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: 2012/10/25

タイトル(英語): Challenging to High Voltage Application of LPT(II)-CSTBT(III) Technology~ Ultra Robust Turn-Off Capability Utilizing Novel Edge Termination Design ~

著者名: 陳 則(三菱電機),中村 勝光(三菱電機),寺島 知秀(三菱電機)

著者名(英語): Ze Chen(Power Device Works, Mitsubishi Electric Corporation),Katsumi Nakamura(Power Device Works, Mitsubishi Electric Corporation),Tomohide Terashima(Power Device Works, Mitsubishi Electric Corporation)

キーワード: ｈｉｇｈ　ｖｏｌｔａｇｅ　ＩＧＢＴ|ターンオフ遮断能力|エッジターミネーション|電流集中|インパクトイオン化|ＬＰＴ（ＩＩ）－ＣＳＴＢＴ（ＩＩＩ）|high voltage IGBT|turn-off capability|edge termination|current crowding|impact ionization|LPT(II)-CSTBT(III)

要約(日本語): パワー半導体が、High Voltage(以下、HV)領域のハードスイッチング条件(ex. 高電源電圧,高電流密度,高浮遊インダクタンス,低ゲート抵抗など)下で耐久性/信頼性良く動作するには、パワー半導体自身の遮断能力が重要である。そこで、IGBTのエッジターミネーション領域における電流集中やインパクトイオン化現象に着目し、HV領域でのLPT(II)-CSTBT(III)技術の破壊現象,高破壊耐量化を検討する。その結果、本レポートにて初めてHV IGBTのターンオフ現象に関し、(a)初期のターンオフ時の熱

要約(英語): In this paper, the phenomena of current crowding and impact ionization in edge termination of High-Voltage (HV) LPT(II)-CSTBTTM(III) is investigated. It is discovered for the first time that these two phenomena act as separated heat sources and induce one local hot spot which causes the thermal destruction in the edge termination during large current and high voltage turn-off switching. A novel edge termination design called “Partial P Collector” is proposed and evaluated. The novel design reduces current crowding and relaxes electric field in the edge termination. Simulated and measured results show that the failure mode of the novel design is determined by current filament phenomenon inside active cell region. It concludes that HV LPT(II)-CSTBTTM(III) utilizing Partial P Collector edge termination design has ultra robust turn-off capability without deteriorating other electrical performances.

原稿種別: 日本語

PDFファイルサイズ: 1,395 Kバイト