随着科学技术的飞速发展,电气领域对于电力电子器件的性能要求也越来越高,IGBT作为重要的电力电子器件,其各方面性能也在不断提升。人们不断地对IGBT的结构进行改进,产生的结果就是:器件尺寸与功耗越来越小、性能与折中特性越来越优越。沟槽式场截止型IGBT是当前IGBT中比较先进的,它的场截止结构能够缩小器件的整体尺寸,减少拖尾电流的存在时间并且降低关断功耗。器件的槽栅结构可以去除MOS部分的JFET区域,减少漂移区电阻,从而降低导通电压。因此本论文针对沟槽式场截止型IGBT器件进行设计与仿真。论文包括以下主要内容:论文首先通过仿真实验,比较不同工艺参数对器件性能的影响。仿真结果表明:对于器件的阈值电压Vth,主要的影响参数是栅极的氧化层厚度以及P基区的掺杂浓度;对于器件的击穿电压(BV),主要的影响参数是漂移区的有效厚度和掺杂水平以及场截止层的掺杂浓度;对于器件的导通电压,主要的影响参数是P基区和场截止层的掺杂水平;对于器件的关断时间Toff,主要的影响参数是集电极端P+区的掺杂水平。之后根据仿真结果设计了一款沟槽式场截止型IGBT,通过Sentaurus TCAD的工艺模块建立了器件模型并进行了电学特性测试,测试结果Vth=4.8V、Vcesat=2.76V、BV=1488V、Toff =160ns 与 目标参数 Vth=5V、Vcesat=2.7V、BV=1500V、Toff =170ns误差在百分之十之内,设计符合要求,说明合理控制工艺参数的重要性。IGBT研究的一项重要任务是发展它的紧凑模型。在实际的IGBT中,MOS管沟道(在IGBT的P基区)采用的是变化掺杂。而紧凑模型中通常使用均匀掺杂来描述沟道特性。因此我们希望比较一下MOS管沟道变掺(Gradual)和均匀掺杂(Const)对IGBT的性能影响。此外我们用阶梯掺杂(Step)的沟道来近似变掺(Gradual)沟道。这三种掺杂的器件仿真结果表明:Const模型对实际IGBT器件MOS管沟道的电学特性模拟还有所差距,阶梯掺杂(Step)模型更能模拟实际器件的MOS管沟道特性。这样在紧凑模型中可以采用两个不同阈值电压的MOS管串联来对IGBT中的变掺沟道进行合理的描述。