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绝缘栅双极晶体管(IGBT)作为新兴功率半导体器件广泛应用于智能电网、高速铁路、工业变频等战略产业领域。然而当前国内IGBT生产制造技术落后,产品可靠性能差,中高压IGBT芯片严重依赖国外进口,国内市场主要被Infineon、Fairchild、IR、ABB等公司垄断。因此研发制造出高性能的中高压IGBT产品具有重要的意义。本课题是电子科技大学功率集成实验室和国内某知名半导体企业的合作项目,主要是研发出一款6500V I GBT芯片,填补国内空白,实现IGBT的自主化。本课题基于优化的工艺条件采用了新型元胞和终端结构,目前已经流片一次,器件的静态参数均满足设计要求,这些工作为后续6500V I GBT产品的开发提供参考。本文主要工作如下:1、从器件结构技术革新的角度详细介绍了I GBT的发展历史以及IGBT自主研发的必要性。2、从理论上阐述了与本课题相关的FS-IGBT的结构特性、工作原理及性能参数,并介绍IGBT的安全工作区,这些为6500V IGBT的设计提供基础理论支持。首先结合合作公司的工艺条件,设计IGBT的工艺流程。然后借助仿真软件对6500V FS-IGBT进行了元胞结构设计,考虑元胞各个部分对器件性能参数的影响。设计并优化FS层结构,使得器件具有较低的正向压降和开关损耗,同时具有高的可靠性;为了减少芯片的栅电容进而降低芯片的开关损耗,6500V IGBT采用新型的T型栅结构。此外,从原理和功能上介绍了场限环场板终端结构,并提出设计终端结构的基本原则。为了提高芯片的可靠性,6500V IGBT终端采用场板场限环结构;为了解决器件高压高温漏电问题,末端场板采用新型双场板结构。最后进行版图的设计,详细介绍了多个元胞版图样式及其特性,从提高器件可靠性角度进行终端版图设计。3、对上述6500V FS-IGBT设计进行了流片实验,并测试分析器件的静态参数,其参数如下:器件的击穿电压大于6500V,阈值电压6V,正向压降3-5V。满足设计指标要求,完成本论文的设计。