Abstract
絕緣閘雙極性電晶體(Insulated Gate Bipolar Transistor) 具有高電流 密度及高輸入阻抗的優點, 使它成為極佳的高功率元件. 但在應用上, 接 面的邊緣崩潰限制了操作時的崩潰電壓, 使其往往遠低於理想狀況下的情 形.應用高壓接面結構可解決此一問題, 而增進絕緣閘雙極性電晶體的耐 壓能力. 場限環 (Field Limiting Ring) 及場板 (Field Plate) 結構, 由於製作簡單, 已被廣泛採用. 而接面終端延伸結構 ( Junction Termination Extension ) 雖有稍複雜的製程, 但具有更佳的耐壓效果, 亦被普遍應用. 此外, 混合式的場板與場限環結構也可用以提昇絕緣閘 雙極性電晶體的崩潰電壓.本篇論文主要在探討各種結構的基本原理與最 佳設計, 並比較不同結構的耐壓效率與表現. 一方面利用電腦輔助軟體來 模擬元件特性, 另一方面則實際製作各種不同的耐壓結構以驗証模擬結 果.對絕緣閘雙極性電晶體之高壓接面結構的評估, 除耐壓能力的提昇之 外, 製程相容性與面積耗損及對表面電荷的抵抗能力等皆需列入考慮 . 研究結果顯示, 對耐壓要求低於五百伏特時, 場板結構由於所佔面積小與 製作簡單, 為極佳的方式. 而接面終端延伸結構不只能最有效提昇崩潰電 壓, 在面積耗損與表面電荷免疫力上亦有較佳表現, 因而對耐壓要求高於 五百伏特時為最佳的耐壓接面結構.