A novel IGBT with improved electrical characteristics

향상된 전기적 특성을 갖는 IGBT에 관한 연구

In this paper, we tried different two approach to improve the performance of the IGBT. The first approach is that adding N+ region beside P-base in the conventional IGBT. It can make the conventional IGBT to get faster turn-off time and lower conduction loss. The second approach is that adding P+ region on right side under gate to improve latching current of conventional IGBT. The device simulation results show improved on-state, latch-up and switching characteristics in each structure. The first one was presented lower voltage drop(3.08V) and faster turn-off time(3.4us) than that of conventional one(3.66V/3.65us). Also, second structure has higher latching current(369A/?? ) that of conventional structure. Finally, we present a novel IGBT combined the first approach with second one for improved trade-off characteristic between conduction and turn-off losses. The proposed device has better performance than conventional IGBT.

본 연구는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)의 전기적 특성을 향상시키기 위해 새로운 구조의 IGBT를 제안하였다. 첫 번째 구조는 기존 IGBT 구조의 P-베이스 영역 우측 부분에 N+영역을 추가한 방법으로 기존 구조에 비해 빠른 Turn-off 시간과 낮은 전도 손실을 갖는 구조이다. 또한, 두 번째 구조는 게이트 우측 하단에 P+를 형성함으로써 Latching 전류를 향상시킨 구조이다. 시뮬레이션 결과 제안된 첫 번째 구조는 빠른 Turn-off 시간(3.4us), 낮은 순방향 전압강하(3.08V)의 특성을 보였으며, 두 번째 구조는 높은 Latching 전류(369A/?? ) 특성을 보였다. 따라서 본 논문은 제안된 두 가지의 구조를 하나로 결합한 구조로써 기존 IGBT보다 향상된 특성을 시뮬레이션을 통하여 확인하였다.