Abstract
IGBT是目前最常用的高功率半導體元件，就導通電流密度及耐壓耐流能力方面，和傳統的功率半導體元件相比較都遠超過。但其缺點就是在電流過大時，會發生寄生的閘流體導通，引起閘極失控。以及當元件關閉時，在N-drift區的少數載子緩慢的復合(recombination)及擴散減少，引起曳尾的問題，影響元件的切換速度。 本篇論文的重點，在於透過從製程模擬軟體(TSUPREM4)模擬元件結構，再經過元件模擬軟體(MEDICI)對於IGBT元件內部的各項特性加以分析，以致於最後在HSPICE 建立出IGBT模型。 其中我們在MEDICI的模擬中，比照IGBT的元件物理架構，對內部的各個區塊，加以分割從事各種的電性分析，從元件結構的角度，找出IGBT元件中寄生的各種元件，包含電阻、電晶體、MOSFET。對於各區塊模擬的寄生元件，我們設計一套透過MEDICI內部電性的萃取方法，可以萃取出相對在HSPICE上的完整IGBT模型參數。 在模型的建構過程中，我們也觀察IGBT閂鎖現象的發生，並將閂鎖現象發生前後的情形加以分析模擬。 在HSPICE模型的建構過程中我們採取在P-well部分以一個△線路來完成寄生PNP電晶體的電洞在不同區域穿透P-well及N-drift區接面的模擬。而在閂鎖現象發生後的情形以兩個不同β的NPN電晶體分別模擬不同寬度的寄生電晶體的效應並簡單在物理意義上加以驗證。 最後我們將MEDICI及HSPICE的模擬結果在直流分析及切換特性上加以比對，以證明模型參數萃取的準確性。