低电磁干扰（EMI）噪声和开关损耗的4H-SiC P-IGBT，采用中央植入（Central Implant）和梯形栅极（Terrace Gate）结构

《IEEE Transactions on Electron Devices》：Low EMI Noise and Switching Loss 4H-SiC P-IGBT With Central Implant and Terrace Gate

CIT IGBT通过中心注入和台面门结构有效降低VGE过冲、反向位移电流和开关损耗，抑制EMI干扰，实验显示其VGE过冲减少66.6%，EON降低28.6%，且无额外制程。

　　

摘要：

本文介绍了一种采用中心植入和梯形栅极结构（CIT IGBT）的4H-SiC P-IGBT，并通过实验进行了验证。结果表明，与传统平面栅极IGBT（CP IGBT）相比，CIT IGBT通过降低反向位移电流（I_Gdis）来减少栅极电压 overshoot（V_govershot）和振荡，从而抑制了电磁干扰（EMI）噪声。此外，额外的电子提取路径以及栅极电容（C_GC）的减小进一步降低了关断损耗（E_OFF）和导通损耗（E_ON）。实验数据还显示，在相同的电阻（R_g）条件下，CIT IGBT的栅极氧化层电场强度降低，提高了栅极氧化层的可靠性。实验结果表明，与CP IGBT相比，CIT IGBT的栅极电压 overshoot降低了66.6%，峰值导通电流降低了72.1%，dI_CE/dt降低了62.5%，关断损耗降低了28.6%。值得注意的是，CIT IGBT的制造过程并未增加额外的步骤。