但在中MOSFET及IGBT主流器件市场上,90%主要依赖进口,基本被国外欧美、日本企业垄断。国外企业如英飞凌、ABB、三菱等厂商研发的IGBT器件产品规格涵盖电压600V-6500V,电流2A-3600A,已形成完善的IGBT产品系列。英飞凌、三菱、ABB在1700V以上电压等级的工业IGBT领域占优势;在3300V以上电压等级的高压IGBT技术领域几乎处于垄断地位。在大功率沟槽技术方面,英飞凌与三菱公司处于国际水平。西门康、仙童等在1700V及以下电压等级的消费IGBT领域处于优势地位。尽管我国拥有大的功率半导体市场,但是目前国内功率半导体产品的研发与国际大公司相比还存在很大差距,特别是IGBT等器件差距更加明显。技术均掌握在发达国家企业手中,IGBT技术集成度高的特点又导致了较高的市场集中度。跟国内厂商相比,英飞凌、三菱和富士电机等国际厂商占有的市场优势。形成这种局面的原因主要是:1、国际厂商起步早,研发投入大,形成了较高的壁垒。2、国外制造业水平比国内要高很多,一定程度上支撑了国际厂商的技术优势。中国功率半导体产业的发展必须改变目前技术处于劣势的局面,特别是要在产业链上游层面取得突破,改变目前功率器件领域封装强于芯片的现状。总的来说。
1979年,MOS栅功率开关器件作为IGBT概念的先驱即已被介绍到世间。这种器件表现为一个类晶闸管的结构(P-N-P-N四层组成),其特点是通过强碱湿法刻蚀工艺形成了V形槽栅。80年代初期,用于功率MOSFET制造技术的DMOS(双扩散形成的金属-氧化物-半导体)工艺被采用到IGBT中来。[2]在那个时候,硅芯片的结构是一种较厚的NPT(非穿通)型设计。后来,通过采用PT(穿通)型结构的方法得到了在参数折衷方面的一个明显改进,这是随着硅片上外延的技术进步,以及采用对应给定阻断电压所设计的n+缓冲层而进展的[3]。几年当中,这种在采用PT设计的外延片上制备的DMOS平面栅结构,其设计规则从5微米先进到3微米。90年代中期,沟槽栅结构又返回到一种新概念的IGBT,它是采用从大规模集成(LSI)工艺借鉴来的硅干法刻蚀技术实现的新刻蚀工艺,但仍然是穿通(PT)型芯片结构。[4]在这种沟槽结构中,实现了在通态电压和关断时间之间折衷的更重要的改进。硅芯片的重直结构也得到了急剧的转变,先是采用非穿通(NPT)结构,继而变化成弱穿通(LPT)结构,这就使安全工作区(SOA)得到同表面栅结构演变类似的改善。这次从穿通(PT)型技术先进到非穿通(NPT)型技术,是基本的,也是很重大的概念变化。这就是:穿通。
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