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目前,中国是世界最大的汽车产销国。在追求小型、智能、电动、安全趋势的推动下,汽车电子的市场规模迅速增长,因此应用在汽车电子领域的功率半导体器件的研究与开发也随之备受关注。对应汽车点火应用专门设计的自钳位IGBT(Self-Clamping Insulated Gate Bipolar Transistor)在20世纪90年代末推入市场,并受到世界诸多半导体厂商的青睐,所以在产品性能指标上获得明显的改善与升级。由于我国的IGBT制造起步较晚,制造工艺与技术相对落后,国内的功率半导体厂商更多的关注分立IGBT产品,从而自钳位IGBT产品至今没有国产自主品牌,甚至缺乏相关的学术研究。本论文在同国内某著名功率半导体公司进行相关合作项目的基础上,分析自钳位IGBT的工作机理,并设计相对应的产品。主要的参数指标是:钳位电压为420V,阈值电压为1.5~2.2V,通态压降为1~1.3V,静电释放能力为4000V,单脉冲雪崩耐量为300mJ,反向击穿电压大于30V,栅氧化层保护对应的G-E间二极管击穿电压为14V,栅极静电荷释放对应的G-E间电阻为14K?,栅电阻为70?。本论文的主要目的是为后续的相关产品开发提供一定的参照意义。本论文的主要内容如下:1、总结自钳位IGBT的结构框架,进行比较,选定需要开发的结构类型。通过简化的应用电路分析其工作原理,并详细的分析关键的参数指标含义与规格值范围。2、作为集成器件的自钳位IGBT除IGBT部分外,还有二极管、电阻单元,后者则以未掺杂的多晶硅为载体通过合适的注入工艺获得。基于项目合作方的工艺平台,设计工艺流程。设定自钳位IGBT的具体参数要求。通过Tsuprem4/Medici软件进行IGBT部分元胞、终端的仿真与优化,利用Silvaco软件进行二极管、电阻单元的相关模拟与折衷。结合项目合作方提供的版图设计规则,进行版图的设计与绘制。3、在工艺、版图确定后,进行流片试验。由于各种因素的存在,目前的流片只是获得一些静态参数。具体结果为:钳位电压为410V,阈值电压为1.8V,G-E间二极管击穿电压为13.5V,G-E间电阻为14.3K?,反向击穿电压为37V。结果表明:流片数据基本满足设计要求。