본 연구는 전력용 스위칭 소자로 널리 활용되고 있는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)소자로서 NPT(Non Punch Through) IGBT 구조에 기반 한 새로운 구조의 IGBT를 제안하였다. 제안된 구조는 기존 IGBT 구조의 P-베이스 영역 우측 부분에 N+를 도입함으로 N-드리프트 영역의 정공분포를 N+영역으로 밀집시켜 턴-오프 시 정공의 흐름을 개선, 기존 구조보다 더 빠른 턴-오프 시간과 더 낮은 순방향 전압강하를 갖는 구조이다. 또한 P+를 게이트 우측 하단에 형성함으로써 순방향 전압 강하 특성을 개선시키기 위해 도입한 캐리어 축적 층인 N+에 의해 발생하는 낮은 래치-업 특성과 낮은 항복 전압 특성을 개선시킨 구조이다. 시뮬레이션 결과 제한된 구조의 턴-오프와 순방향 전압강하는 기존 구조대비 각각 0.3us, 0.5V 향상된 특성을 보였다.
This paper presents a new Insulated Gate Bipolar Transistor(IGBT) based on Non Punch Through(NPT) IGBT structure for power switching device. The proposed structure has adding N+ beside the P-base region of the conventional IGBT structure. The added n+ diffusion of the proposed device ensure device has faster turn-off time and lower forward conduction loss than the conventional IGBT structure. But, added n+ region can reduce th breakdown voltage and latching current density of the proposed device due to its high doping concentration. This problems can be overcome by using diverter on the right side of the device. In the simulation results, turn-off time of the proposed device is 0.3us and the on-state voltage drop is 3V. The results show that the proposed device has superior characteristic than conventional structure.
