近年来,半导体分立器件的设计技术、加工工艺、材料等不断取得新的突破,作为第三代电力电子半导体代表产品,IGBT(绝缘栅双极晶体管)结合了双极型器件和MOSFET的特点,由于其优越的性能在家电、工业、消费电子、汽车等领域得到广泛的应用。本文通过开展IGBT关键技术的研究工作,为高端IGBT器件的研制打下坚实基础,为我国IGBT技术赶超国外先进技术提供助力,在技术研究、市场应用等方面具有积极的意义。本文主要是研发出一款1200V NPT型IGBT芯片,芯片主要研制目标包括击穿电压BVCES≥1200V,短路电流IC≥20A,开启电压VGE(th)在3V～5V范围内,饱和压降VCe(sat)在2.8V～3.5V范围内,栅漏电流Iges≤5 μ A,开启时间td(on)≤300 ns,上升时间tr≤80 ns,关断时间td(off≤900 ns,下降时间tf≤80 ns。本文首先介绍IGBT器件的技术发展、工作原理、器件特点等情况,从技术、市场、应用等方面重点阐述了研究1200V NPT型IGBT的意义和目的。利用Sentaurus仿真软件开展元胞结构设计、高压终端结构设计、通态压降最优设计等关键设计技术的研究,形成较完善的产品设计方案和验证方案。依托国内1.0μ m高可靠功率器件芯片加工生产线,完成中高压领域IGBT的关键技术验证及工艺实现,流片过程中开展了对氧化扩散、光刻、腐蚀、注入等工艺制程技术的研究工作。利用功率器件测试平台完成IGBT产品主要参数测试验证工作,并形成相关测试数据。通过多次设计和工艺优化,最终完成了 1200V NPT型IGBT芯片的研制,产品经过芯片级测试及封装后测试,主要静态参数和动态参数满足预期目标,饱和压降、漏电流、开启时间等主要参数可以达到国外IGBT产品同等水平。本文研究了 IGBT器件的设计技术和工艺制备方法,完成了高质量栅氧制备、开关特性优化等关键技术,形成了基于1.0μ m工艺平台的一套完整、成熟的工艺流程。在研制过程中,积累了丰富的IGBT器件设计、加工生产经验,为IGBT的产业化提供了技术支撑,相关技术、经验都可以广泛应用于VDMOS、晶体管等功率器件中,对我国的功率器件自主化有一定的推动作用。