我院教师张孝冬在微电子器件研究领域取得重要进展，其研究成果“An ImprovedV_CE–E_OFFTradeoff and Snapback-Free RC-IGBT With P⁺Pillars”（作者：张孝冬，王颖，吴雪，包梦恬，于成浩，曹菲）在国际微电子领域权威学术期刊《IEEE Transactions on Electron Devices》（IF=2.746）发表。该期刊接收发表微电子器件相关的前沿科研成果。论文链接http://doi.org/10.1109/TED.2020.2995137。

IEEE（电气和电子工程师协会）是目前全球最大的非营利性专业技术学会，其会员人数超过40万人，遍布160多个国家和地区。IEEE致力于电气、电子、计算机工程和与科学有关领域的研究与开发，现已发展成为具有极大影响力的国际学术组织。IEEE Transactions on Electron Devices是IEEE出版社旗下的微电子领域的权威期刊，在国际微电子领域享誉盛名。

对于传统的IGBT器件，若做成模块使用，则需要4个IGBT器件和2和续流二极管组合而成。而RC-IGBT是一种集成了IGBT和续流二极管的单管器件。若做成模块使用，则可以同时集成6个IGBT器件，或者直接降低芯片尺寸，节约能耗，具有非常广阔的前景。

IGBT可以应用于汽车发动机、牵引变流器等场合，在应用方的需求下，随着功率半导体开关芯片的发展，商业化的IGBT组件降低封装的尺寸、增加功率密度的需求十分迫切。而RC-IGBT因为能满足以上需求而受到研究者们的广泛青睐。不幸的是，传统的RC-IGBT不可避免地遭受到snapback效应的影响，使电流的导通能力受到抑制，在并联工作的过程中也会因为snapback效应而使电流不匹配，使其不适合并联应用。

目前研究者们已经提出了一些抑制或消除snapback效应的方法，包括超结技术、高阻缓冲层技术、可控阳极栅技术、更改二极管技术以及边缘终端技术等。然而，这些方法为了抑制或消除snapback效应需要牺牲其它电学特性，或者需要复杂且昂贵的工艺实现。

论文提出一种新型的无snapback效应的逆导型绝缘栅双极型晶体管。为了消除snapback效应，本设计提出在器件背面一侧添加多个P型柱状结构。这些P型柱状结构增加缓冲层下方的电阻，防止电子直接从N+短路区流出器件，消除了snapback效应，缩短了器件宽度尺寸；同时，这些P型柱状结构提高了器件的空穴注入能力，降低了器件的关断损耗（34%）。

相关研究在杭州电子科技大学电子信息学院王颖教授的指导下完成。

This work was supported in part by the National Natural Science Foundation of China under Grant 61774052 and in part by the Science and Technology on Analog Integrated Circuit Laboratory under Grant 6142802180507.

（图文提供：张孝东2021.6.8）