信息科學與工程學院集成電路團隊提出一種超級場板技術，大幅提升了橫向絕緣柵雙極型晶體管（LIGBT）的耐壓能力，使其接近了理論極限。相關成果以“A 500V Super Field Plate LIGBT with Excellent Voltage Blocking Capability”為題發表于集成電路領域頂級期刊IEEE Electron Device Letters，論文第一單位為濟南大學信息科學與工程學院，張春偉老師為第一作者，李陽老師為通訊作者。

LIGBT兼具MOS管的集成度高、易驅動的優點和BJT電流能力強、高輸出功率的優點，廣泛應用于新能源汽車、軌道交通、白色家電、工業控制等領域，被譽為電力電子裝備的“心臟”以及高效節能減排的主力軍，其關鍵核心技術研究受到了學術界和產業界的廣泛關注。該工作針對LIGBT的耐壓能力和電流能力提出了一種世界先進的設計技術。

團隊針對LIGBT器件耐受高電壓的關鍵能力，從器件雪崩擊穿的本質出發，根據電荷對電場影響的物理機制，設計出一種感應電荷量可控的超級場板技術。該技術利用器件場板與漂移區間形成的寄生電容，以及互連金屬間的寄生電容形成串聯電容結構，通過設計寄生電容設計控制器件耐壓狀態下的感應電荷量，并基于電荷平衡理論推導出了超級場板的參數設計方法，基于500V耐壓等級的LIGBT實驗結果顯示，超級場板實現了均勻電場分布，將器件耐壓能力提升了38.1%，達到了18.8V/μm，與目前最先進的超結技術耐壓能力持平，但是，本工作所提出的超級場板技術額外具有無需占用漂移區、無需P型摻雜工藝、適用于第三代半導體器件GaN-HEMT等優點，因此，該技術相比現有技術具有明顯的優勢，對未來功率器件的發展具有重要推動作用。

超級場板LIGBT器件結構示意圖（上）及耐壓能力測試結果（下）

濟南大學集成電路團隊主要開展功率半導體芯片、第三代半導體芯片、神經形態芯片、智能感知系統等新型器件、電路及系統研究。該工作得到了國家自然科學基金面上項目、山東省自然科學基金、濟南市市校融合發展專項等項目的支持。

撰稿：張春偉    編輯：張雅靜    編審：張偉