4H-SiC肖特基势垒二极管结终端刻蚀技术研究

碳化硅(SiC)材料在高温、高压、大功率等器件领域有着广阔的应用前景。结终端技术(junction terminal technology,JTT)直接影响着高压SiC肖特基势垒二极管(Schottky barrier diodes,SBD)的耐压性能,而刻蚀技术又是制备结终端结构的关键技术。研究通过使用SF_6/O_2/Ar、BCl_3/Cl_2/Ar、CF_4/O_2/Ar等不同刻蚀气体体系对SiC材料进行刻蚀,经过一系列的技术优化,最终开发出硬掩蔽倾斜结合CF_4/O_2/Ar气体干法刻蚀SiC的结终端技术。该技术在改善SiC肖特基势垒二极管击穿电压方面有着积极的作用。     

4H-SiC高压肖特基二极管研制

采用多重场限环终端实现了一种高压4H-SiC肖特基二极管。基于Medici仿真计算结果,并利用两环简化模型结构,给出了耐压5 800 V终端结构各个场限环之间的优化间距。终端整体仿真结果表明:该优化结构通过将耗尽区边界扩展,很好地抑制了结边缘部分的电场集中效应,击穿时所有场限环的峰值电场基本相同,达到了优化设计的目的。通过流片验证,采用该终端结构设计的4H-SiC肖特基势垒二极管击穿电压大于5 500 V,达到理想值的90%以上,充分验证了该终端设计方法的可行性。     

SiC结势垒肖特基二极管及JMOS介绍

介绍了结势垒控制肖特基整流器(JBS)和JBS集成碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)(SiC JMOS)的特性。JMOS通过将DMOS和JBS合并于单片SiC器件,无需任何额外的工艺和面积。当SiC MOSFET中的寄生体二极管导通时,集成的JBS还可以防止由于注入的少数载流子的复合而导致的位错缺陷转变为堆垛层错的潜在风险。进行特征比较,并构建一个测试平台,以验证SiC JMOS比传统SiC DMOS的效率和可靠性有所提高。实验结果表明,SiC JMOS能以更低的成本和更高的功率密度获得更好的系统性能和可靠性。     

900 V/10 A Si基AlGaN/GaN异质结肖特基二极管研制

制作了不同阳极尺寸和阴阳极间距900 V/10 A硅(Si)基AlGaN/GaN二极管,研究了不同阴阳极间距对二极管正向导通和反向关断特性的影响。不同规格的二极管其开启电压均为0.7 V@1 mA/mm,其中正向导通电流最大为13.8 A@1.5 V,反向击穿电压均为900 V@10μA/mm。同时设计制作了小尺寸AlGaN/GaN二极管,通过测试发现小尺寸二极管的比导通电阻要优于大尺寸二极管,主要原因为大尺寸二极管上的金属布线引入了一部分附加电阻。     

FP—JTE平面结终端的特性分析

采用边界元法对非穿通情况ＦＰ－ＪＴＥ结构的特性进行了分析计算,发现击穿电压与注入剂量及界面电荷呈线性关系,场板对界面电荷敏感性与有抑制作用。     

Vishay推出业内首款具有双面冷却功能的30V单片功率MOSFET和肖特基二极管

新型SkyFET(?)器件采用密封PolarPAK(?)封装,导通电阻低至0.0024Ω,Qrr为30-nC,可处理的电流比SO-8高50%宾夕法尼亚、MALVERN 2008年9月26日Vishay Interrechnology,Inc.(NYSE股市代号:VSH)今天宣布,推出业内首款采用具有顶底散热通路的封装的30v单片功率MOSFET和肖特基二极管——SkyFET(?) SiE726DF,该器件可在具有强迫通风冷却功能的系统中高效能的运作。新型SkyFET(?) SiE726DF器件采用具有双面冷却功能的PolarPAK(?)封装,可提升高电流、高频运用的效率。     

1200 V 4H-SiC JBS二极管的研制

通过理论分析与计算机仿真方法对1 200 V 4H-碳化硅(SiC)结势垒肖特基(JBS)二极管进行了设计与研究,实现了1 200 V/2 A,1 200 V/5 A及1 200 V/30 A三种等级管芯的研制。鉴于非均匀场限环(FLR)保护效率存在对工艺偏差敏感的问题,所设计各电流等级的管芯均采用均匀FLR作为终端结构。经测试,所研制管芯在反偏压为1 200 V时,漏电流均不大于3μA,且1 200 V/2 A,1 200 V/5 A及1 200 V/30 A三种等级管芯的通态电阻分别为790mΩ,360 mΩ及59.3 mΩ。     

4H-SiC基半超结VDMOSFET单粒子效应加固研究

研究了"高K栅"介质HfO_2和电荷失配对4H-碳化硅(SiC)基半超结垂直双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管(VDMOSFET)单粒子烧毁(SEB)和单粒子栅穿(SEGR)效应的影响,并给出了一种加固结构。研究结果表明,HfO_2介质的应用对器件SEB效应没有影响,但栅氧化层电场峰值降低了83%,对SEGR效应有加固作用。结合HfO_2介质层和增加沟道掺杂浓度两种方法的加固结构,在不影响器件阈值电压的同时,器件的SEB闽值电压为1 290 V,提高了28%;栅氧化层的电场峰值为2.2×10~6V/cm,降低了80%。当N柱区掺杂浓度大于P柱区时,器件的抗SEB能力有所增强,但N柱区掺杂浓度小于P柱区时,器件的抗SEB能力减弱。     

济南晶恒的肖特基二极管可承受40V反向电压

济南晶恒有限责任公司（Jinan Jingheng Co．，Ltd）的1N58系列肖特基二极管可承受的最大反向电压为40V，适用于高频逆变器，它的保护环用于过压保护。该二极管输出电流3A，封装在UL94V-0-rated阻燃塑料中。     

3300V级光纤电力复合扁形橡套软电缆的研制

3 300V级光纤电力复合扁形橡套软电缆是用于大型机械的、宽度超过100mm的光电复合扁形电缆,要求有较高的生产技术.介绍了该型电缆的研制过程,对采取的工艺措施和工艺参数的确定做了较详细的说明.     

3300V光纤电力复合扁形堆取料机电缆用乙丙橡胶绝缘料的研制

在确定基础材料和硫化、防老、填充、补强等各种体系使用的辅料后,采用计算机辅助设计(CAD)技术、多元线性回归法来确定各种辅料的配比,寻找符合设计要求的最佳配方.据此开发出3 300V光纤电力复合扁形堆取料机电缆使用的乙丙橡胶绝缘料.采用该种绝缘料制备的堆取料机用电缆经过5年使用仍运行正常.     

具有高温工作能力的1700V SPT+IGBT和二极管芯片组

本文介绍一种新研制的,具有优化高温工作能力的1700VIGBT和二极管芯片组。由于引入新的终端概念和硅设计,改进了ABB公司的最新一代平面栅1700V IGBT(SPT+)性能。通过局部质子寿命控制层的引入,150℃下二极管的漏电流已显著减小,同时保留了与先前SPT(软穿通)二极管工艺平台相同的电学特性。上述所有特征有望使额定值在3600A、工作在-40℃到150℃结温变化范围内的1700V模块研制成为可能。这种模块将具有低损耗和高安全工作区(SOA)。高于175℃工作温度方向的拓展,将在以后介绍。     

650V/50A 4H-SiC JBS二极管的设计与验证

对肖特基区宽度不同的4H-碳化硅(SiC)结势垒肖特基(JBS)二极管进行了仿真与实验研究。根据研究结果设计了一款兼具高功率处理能力与超低漏电流的4H-SiC JBS二极管并进行实验验证。实验结果显示所设计器件通态电阻为36 mΩ,反向耐压650 V时漏电流小于10 nA,功率处理能力大于30 kVA。     

4 500 V沟槽栅IGBT芯片的设计与研制

为提升IGBT单芯片的电流密度,掌握高压沟槽栅IGBT技术,进行4500 V沟槽栅IGBT芯片的研制。使用TCAD仿真软件,对4500 V沟槽栅IGBT的衬底材料、载流子储存层设计、沟槽宽度、沟槽深度、假栅结构等方面进行研究和仿真分析,明确各方面设计与芯片性能的关系。根据总体设计目标,确定相应的芯片结构和工艺参数,并对4500 V沟槽栅IGBT芯片进行流片验证。验证结果显示：4500 V沟槽栅IGBT芯片的测试结果符合设计预期,芯片的额定电流、导通压降、开通损耗和关断损耗等关键参数相比平面栅IGBT芯片有明显优化。     

4 500 V沟槽栅IGBT芯片的设计与研制

为提升IGBT单芯片的电流密度,掌握高压沟槽栅IGBT技术,进行4500 V沟槽栅IGBT芯片的研制。使用TCAD仿真软件,对4500 V沟槽栅IGBT的衬底材料、载流子储存层设计、沟槽宽度、沟槽深度、假栅结构等方面进行研究和仿真分析,明确各方面设计与芯片性能的关系。根据总体设计目标,确定相应的芯片结构和工艺参数,并对4500 V沟槽栅IGBT芯片进行流片验证。验证结果显示：4500 V沟槽栅IGBT芯片的测试结果符合设计预期,芯片的额定电流、导通压降、开通损耗和关断损耗等关键参数相比平面栅IGBT芯片有明显优化。     

具有快速短路保护的1140V／90kW中频电源的研制

介绍了1140V/90kW中频电源的研制。该电源输出电压在200-1500V之间连续可调，频率在250-1000Hz之间连续可调。样机已转化成产品，该产品经受过多次短路试验的考验。     

开关电源数字化技术的新天地(十一) 数字控制兼容的单低边±4A、MOSFET驱动器UCD7100:具有电流检验功能

近年来,数字电源技术取得了巨大进步。在电源数字化方面走在前面的TI公司,已经用DSP的TMS320C28F10制成了通讯用的48V输出大功率电源模块。其中PFC和PWM部分完全为数字式控制。现在,TI公司已经研发出了多款数字式PWM控制芯片。目前主要是UCD7000系列,UCD8000系列和UCD9000系列,它们将成为下一代数字电源的探路者。从09年12期开始,本刊以连载的形式刊登由刘胜利高工编译的关于开关电源数字化新技术的IC产品系列讲座,供业内产品开发及使用该产品的工程技术人员参阅。