安世Nexperia进入IGBT推出传统功率 MOSFET 的新替代品与IGBT清洗介绍

在电力电子设计中，开发人员不断寻找传统功率 MOSFET 的新替代品。在这一追求中，碳化硅 (SiC) 和氮化镓 (GaN) FET 等新材料和技术为功率晶体管的可能性注入了新的活力。

然而，除了这些新材料之外，绝缘栅双极晶体管 (IGBT) 仍然是电力电子领域的一项较旧技术。本周，Nexperia首次进入 IGBT 市场，推出了一系列新的 600 V 器件。在本文中，我们将了解 IGBT、沟槽栅极器件和 Nexperia 的新产品线。

IGBT是一种广泛应用于许多电力电子应用的电力电子器件。IGBT 作为 BJT 和 MOSFET 两种晶体管类型的混合体而存在，它将 MOSFET 的高输入阻抗和高速开关与 BJT 的低饱和电压相结合，创造出更好的晶体管。

在电路设计层面，IGBT 由四层交替的 P 型和 N 型半导体材料组成。栅极端子通过一层薄薄的二氧化硅与器件的其余部分绝缘，因此名称中就有“绝缘栅极”部分。施加到栅极的电压会调制器件的电导率，使其能够用小输入信号控制大量功率。这使得 IGBT 对于需要高功率处理和精确控制的应用非常有用。

出于多种原因，IGBT 在电力电子领域占据着重要地位。首先，该器件的绝缘栅极可有效控制高功率水平，这在电机驱动、电源和可再生能源系统等许多工业应用中至关重要。除此之外，它们的快速开关功能使其适合需要功率水平快速变化的应用，例如电动汽车和高频逆变器。

在 IGBT 领域，为器件提供另一级别性能的架构是沟槽栅极场截止 (TGFS) 架构。

TGFS 结构包括在器件的硅中蚀刻沟槽，并用栅极材料（通常是多晶硅）填充沟槽。沟槽栅极结构取代了传统IGBT中的平面栅极结构，增加了沟道密度，从而降低了通态压降，改善了器件的导通特性。

TGFS 的“场截止”方面是指靠近收集器的附加 N 层。当到达 P+ 集电极时，该 N 层会导致附近 N 漂移层中的电场突然下降。

TGFS IGBT 中沟槽栅极和场截止技术的结合使器件能够提供比传统平面 IGBT 更优越的性能。它们表现出较低的传导和开关损耗，从而在保持高击穿电压的同时提高整体效率。

IGBT功率器件清洗

为应对能源危机和生态环境恶化等问题，世界各国均在大力发展新能源汽车、高压直流输电等新兴应用，促进了大功率电力电子变流装置的广泛应用。大功率变流装置的可靠性对这些应用而言十分重要。装置的可靠性与其核心器件IGBT密切相关。

目前，大量的IGBT仍在采用传统的正溴丙烷等溶剂清洗清洗，随着对环保的管控和对产品可靠性的要求不断提高，原有的传统溶剂清洗已不能满足IGBT清洗。对此，合明提出新型的IGBT清洗方案。

半水基清洗工艺解决方案，采用 专利配方，可在清洗IGBT凹槽内存在大量的锡膏残留的同时去除金属界面高温氧化膜，更含有保护芯片独特的材料；配方材料亲水性强，清洗后易于用水漂洗干净。

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