在電力電子里面，最重要的一個元件就是IGBT。沒有IGBT就不會有高鐵的便捷生活。

　　一說起IGBT，半導體制造的人都以為不就是一個分立器件(Power Disceret)嘛，都很瞧不上眼。然而他和28nm/16nm集成電路制造一樣，是國家“02專項”的重點扶持項目，這玩意是現(xiàn)在目前功率電子器件里技術的產(chǎn)品，已經(jīng)全面取代了傳統(tǒng)的Power MOSFET，其應用非常廣泛，小到家電、大到飛機、艦船、交通、電網(wǎng)等戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，被稱為電力電子行業(yè)里的“CPU”，長期以來，該產(chǎn)品(包括芯片)還是被壟斷在少數(shù)IDM手上(FairChild、Infineon、TOSHIBA)，位居“十二五”期間國家16個重大技術突破專項中的第二位(簡稱 “02專項”)。

　　1、何為IGBT?

　　所謂IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)，是由 BJT(雙極結型晶體三極管) 和 MOS(絕緣柵型場效應管) 組成的復合全控型-電壓驅(qū)動式-功率半導體器件,其具有自關斷的特征。

　　簡單講，是一個非通即斷的開關，IGBT沒有放大電壓的功能，導通時可以看做導線，斷開時當做開路。IGBT融合了BJT和MOSFET的兩種器件的優(yōu)點，如驅(qū)動功率小和飽和壓降低等。

　　而平時我們在實際中使用的IGBT模塊是由IGBT與FWD(續(xù)流二極管芯片)通過特定的電路橋接封裝而成的模塊化半導體產(chǎn)品，具有節(jié)能、安裝維修方便、散熱穩(wěn)定等特點。

　　2、傳統(tǒng)的功率MOSFET

　　為了等一下便于理解IGBT，我還是先講下Power MOSFET的結構。所謂功率MOS就是要承受大功率，換言之也就是高電壓、大電流。我們結合一般的低壓MOSFET來講解如何改變結構實現(xiàn)高壓、大電流。

　　1)高電壓：一般的MOSFET如果Drain的高電壓，很容易導致器件擊穿，而一般擊穿通道就是器件的另外三端(S/G/B)，所以要解決高壓問題必須堵死這三端。Gate端只能靠場氧墊在Gate下面隔離與漏的距離(Field-Plate)，而Bulk端的PN結擊穿只能靠降低PN結兩邊的濃度，而最討厭的是到Source端，它則需要一個長長的漂移區(qū)來作為漏極串聯(lián)電阻分壓，使得電壓都降在漂移區(qū)上就可以了。

　　2) 大電流：一般的MOSFET的溝道長度有Poly CD決定，而功率MOSFET的溝道是靠兩次擴散的結深差來控制，所以只要process穩(wěn)定就可以做的很小，而且不受光刻精度的限制。而器件的電流取決于W/L，所以如果要獲得大電流，只需要提高W就可以了。

　　所以上面的Power MOSFET也叫作LDMOS (Lateral Double diffusion MOS)。雖然這樣的器件能夠?qū)崿F(xiàn)大功率要求，可是它依然有它固有的缺點，由于它的源、柵、漏三端都在表面，所以漏極與源極需要拉的很長，太浪費芯片面積。而且由于器件在表面則器件與器件之間如果要并聯(lián)則復雜性增加而且需要隔離。所以后來發(fā)展了VDMOS(Vertical DMOS)，把漏極統(tǒng)一放到Wafer背面去了，這樣漏極和源極的漂移區(qū)長度可以通過背面減薄來控制，而且這樣的結構更利于管子之間的并聯(lián)結構實現(xiàn)大功率化。但是在BCD的工藝中還是的利用LDMOS結構，為了與CMOS兼容。