IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor），絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT（雙極型三極管）和MOS（絕緣柵型場效應管）組成的復合全控型電壓驅動式功率半導體器件， 兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導通壓降兩方面的優點。

GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅動電流較大；MOSFET驅動功率很小，開關速度快，但導通壓降大，載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優點，驅動功率小而飽和壓降低。非常適合應用于直流電壓為600V及以上的變流系統如交流電機、變頻器、開關電源、照明電路、牽引傳動等領域。

由于絕緣柵雙極型晶體管（insulatedgatebipolartransistor，簡稱為igbt）低開關損耗、簡單的門極控制、優良的開關可控性等優點，在工業變頻、大功率機車牽引和電網中廣泛應用。自上世紀80年代發明以來，igbt的縱向結構經歷了從穿通型、非穿通型到軟穿通型的發展，單位面積芯片可處理的功率密度越來越大。尤其是采用透明集電極技術的igbt芯片，由于不需要再采用載流子壽命控制技術，其通態壓降具有正溫度系數，容易實現多芯片并聯使用，目前通過多芯片并聯的igbt模塊的最大通流能力已經達到3000a以上，在高電壓領域作為開關器件的優勢地位越來越明顯。

現有技術中，在igbt芯片過電流關斷過程中，電子電流逐漸減小，空穴電流占比較通態時高出很多。在空穴電流流經n+區下方區的電阻rs時產生的電壓降vbi提高，容易導致寄生pnp管的開啟發生閂鎖，導致柵極控制失效，芯片燒毀。另一方面，在高壓直流斷路器工況中，igbt芯片在關斷前需要承受2～3毫秒，峰值電流高達4～5倍額定電流的電流沖擊，而常規的igbt器件要求過電流關斷能力為額定電流的2～3倍左右，在此過程中，芯片結溫有大幅提升，更容易發生動態閂鎖。此外，在igbt芯片的整體結構中，圍繞有源區的結終端位置，在導通時有大量的空穴注入，在關斷過程中，該部分的空穴都集中通過有源區邊緣的元胞，導致電流密度集中和動態閂鎖的發生。

IGBT芯片制造工藝主要包括以下幾個流程：

晶圓生長：使用CZ（Czochralski）方法，利用單晶硅棒作為原料，將硅晶體生長到所需的尺寸和厚度。

晶圓切割：將生長好的硅晶體切割成薄片，即晶圓，一般的晶圓直徑為2-12英寸。

清洗處理：對晶圓進行多次清洗，以去除表面的雜質和污染物。

光刻工藝：將芯片的電路圖案通過光刻技術轉移到晶圓表面，以制作出芯片的結構。

薄膜沉積：利用物理氣相沉積（PVD）和化學氣相沉積（CVD）等技術，在晶圓表面上沉積多層不同材料的薄膜，以制作出芯片的電路和結構。

電離輻射（離子注入）：利用離子注入技術，在芯片表面上注入不同類型和濃度的雜質原子，以形成芯片的PN結。

退火和氧化：對芯片進行退火和氧化處理，以增加PN結的穩定性和耐壓能力。

金屬化：在芯片表面上涂覆金屬，并使用化學蝕刻技術制作金屬線路和連接器，以實現芯片的電路連接和控制。

分離和封裝：將晶圓切割成單個芯片，并進行封裝和測試，以制成成品的IGBT芯片。

以上是IGBT芯片制造工藝的基本流程，其中每個流程都需要高度的技術和設備支持，以保證芯片質量和性能的穩定和可靠。