新型电力电子器件IGCT及其应用

IGCT是一种在大功率开关器件GTO基础上改进而成的新型大功率电力电子器件。和GTO相比，IGCT的关断时间降低了30％，功耗降低40％。IGCT不需要吸收电路，可以像晶闸管一样导通，像IGBT一样关断，并且具有最低的功率损耗。IGCT在使用时只需将它连接到一个20V的电源和一根光纤上就可以控制它的开通和关断。由于IGCT设计理想，使得IGCT的开通损耗可以忽略不计，再加上它的低导通损耗，使得它可以在以往大功率半导体器件所无法满足的高频率下运行。     

大功率硅-硅直接键合静电感应晶闸管的研制

文章提出了用硅-硅直接键合（SDB）工艺替代静电感应晶闸管（SITH）中的二次外延，有效地提高了栅阴极击穿电压，增强了通过栅极正向阻断阳极电压的能力。对键合过程中硅-硅界面进行了研究，提出了提高界面质量的工艺措施；同时，给出了控制栅阴极击穿电压一致性的方法。对采用此方法制成的SITH的I-V特性进行了测量，并给出了实际测试结果。     

硅／硅直接键合（SDB）平面型高反压大功率晶体管研究

本文介绍了近年新发展起来的硅片直接键合(SDB)技术,并利用该技术制造了性能良好的平面型高反压大功率晶体管,SDB技术比起常规的三重扩散和厚外延两种技术具有更吸引人的长处:①温度低、时间短;②高阻区厚度任意选择;③高阻区掺杂浓度也可以任意选择(由任意选择晶片电阻率而定)。     

硅／硅直接键合SDB硅片的减薄研究

研究了硅／硅直接键合ＳＤＢ硅片的精密机械／化学抛光减薄方法，进行了实验，分析了减薄后工作硅膜的平整性和膜厚的均匀性等重要技术指标，讨论了影响这些技术指标的因素。     

硅／硅直接键合制造双极型静电感应晶体管

用硅/硅直接键合片(SDB)代替了高阻外延片成功地制造了新型电力器件双极型静电感应晶体管(BSIT),正向阻断电压800V以上,漏极输出电流2A,展示了SDB片广阔的应用前景。     

电力电子器件知识讲座(一) 电力电子器件的分类及应用概述

电力电子器件是半导体功率器件的总称,是构成电力电子设备的基础,是从事电力电子器件设计、研发、生产、营销和应用人员以及电源技术工作者应该熟悉的内容。本刊从今年4月份开始以"电力电子器件技术"为题开展讲座,以满足广大读者增长知识和用好这些器件的需求。欢迎厂家及用户的工程师们撰稿,并望提出宝贵意见。     

硅/硅直接键合的界面应力

硅/硅直接键合技术广泛应用于SOI,MEMS和电力电子器件等领域,键合应力对键合的成功和器件的性能产生很大的影响。键合过程引入的应力主要是室温下两硅片面贴合时表面的起伏引起的弹性应力;高温退火阶段由于两个硅片的热膨胀系数不同引起的热应力和由于界面的本征氧化层或与二氧化硅键合时二氧化硅发生粘滞流动引起的粘滞应力。另外,键合界面的气泡、微粒和带图形的硅片键合都会引入附加的应力。     

激光在MEMS键合技术中的应用

键合技术已经广泛地应用于微电子机械系统(MEMS)领域,但传统的键合技术由于其缺点,限制了其应用范围,而激光以其独特的优势在键合技术中得到了人们的重视.文章介绍了激光在键合技术中的应用及其原理,以及今后发展的方向.     

低温晶片键合技术及在通信光电子器件中的应用

简单介绍了晶片键合的基本原理,指出了实现低温晶片键合的必要性;通过对比低温晶片键合技术的实现方式及其在通信光电子器件中的应用,指明表面改性是实现低温晶片键合的最有效手段.     

硅片直接键合技术在双极功率器件中的应用

本文介绍了利用硅片直接键合（ＳＤＢ）技术代替三重扩散，生产ＤＫ５５双极功率器件。实验说明，ＳＤＢ片代替三重扩散无需高温长时间的扩散，由于衬底质量好，器件特性得到提高，工艺过程中碎片率减少，生产效率提高。     

一种新的GCT门-阴极图形的设计方法

在分析门极可关断晶闸管(GTO)和门极换流晶闸管(GCT)门-阴极结构的基础上,依据GCT关断时的换流机理,提出了一种新的GCT门-阴极图形的设计方法.与现有的GCT门-阴极图形相比,用该方法设计的门-阴极图形,在保证开关过程中电流均匀分布的前提下,可增加GCT的有效阴极面积,减小热阻,并提高电流容量.     

一种新的GCT门-阴极图形的设计方法

在分析门极可关断晶闸管(GTO)和门极换流晶闸管(GCT)门-阴极结构的基础上,依据GCT关断时的换流机理,提出了一种新的GCT门-阴极图形的设计方法.与现有的GCT门-阴极图形相比,用该方法设计的门-阴极图形,在保证开关过程中电流均匀分布的前提下,可增加GCT的有效阴极面积,减小热阻,并提高电流容量.     

硅片直接键合杂质分布的模型与模拟

根据键合过程和半导体中杂质扩散的规律建立了硅片直接键合工艺的数学模型,得到了键合后硅片中杂质的浓度分布.并利用MATLAB软件,编写了键合工艺模拟程序,计算结果与实验进行了比较.该模型可以为相关器件的研究提供参考.     

RC-GCT中集成二极管特性的设计与优化

首先简要地分析了各种少子寿命控制技术的特点。指出了逆导型门极换流晶闸管（RC-GCT）中集成二极管的设计要求和考虑。在此基础上,采用结构参数优化和少子寿命控制相结合的方法。利用MEDICI软件对集成二极管的各项特性进行了模拟。最后。通过模拟结果分析。确定了RC—GCT中集成二极管的特性设计参数和工艺实现方法。     

高压高速SOI-LIGBT的研制

采用数值模拟分析了双降场层ＳＯＩ－ＬＩＧＢＴ击穿电压与ＳＯＩ层厚度和隔离ＳｉＯ２层厚度的关系,分析了阳极短路面积比对器件正向压降,关断时间和正向转折电压的影响,并利用硅直接链合技术研制出５８０Ｖ的阳极短路ＳＯＩ－ＬＩＧＢＴ,拳断时间２５０ｎｓ。     

硅光电负阻器件的光双稳态瞬态特性

在本文中,一方面对电路参数与硅光电负阻器件的光学双稳态开关时间的关系进行了研究,另一方面对器件在低、中、高三个不同输入光强区的光学双稳态响应的变化趋势进行了研究.硅光电负阻器件包括有各种类型,本文主要对"λ"型双极光电负阻晶体管(PLBT)以电阻和光电二极管作为负载的情况进行了讨论.     

Si微波功率晶体管加速寿命试验夹具的设计

温度应力的加速寿命试验结果与所用夹具的耐温性及壳温的精确测量与控制直接相关。通过大量研究,发现一体式夹具在试验壳温提高到某一值时性能迅速劣化,因此设计符合高温下使用的分离式夹具是加速寿命试验顺利进行的必要条件。提供了两种加速寿命试验夹具的设计思路,并用于Si微波功率管加速寿命试验,通过步进应力试验和恒定应力试验,获取了该Si微波功率管加速寿命。分体夹具可耐受的试验温度在260℃以上,为加速寿命试验提供了温度应力的提升空间。     

SiC电力电子器件对电力系统的影响

宽禁带SiC材料被认为是高性能电力电子器件的理想材料,比较了Si和SiC材料的电力电子器件在击穿电场强度、稳定性和开关速度等方面的区别,着重分析了以SiC器件为功率开关的电力电子装置对电力系统中柔性交流输电系统(FACTS)、高压直流输电(HVDC)装置、新能源技术和微电网技术领域的影响。分析表明,SiC电力电子器件具有耐高压、耐高温、开关频率高、损耗小、动态性能优良等特点,在较高电压等级(高于3 kV)或对电力电子装置性能有更高要求的场合,具有良好的应用前景。     

电力电子集成模块用平板热管的传热研究

 为了解决高封装密度的电力电子集成模块所面临的热集中问题,本文提出了一种在蒸发端和冷凝端设置有工质回流柱的垂直传热平板热管用以替代传统电力电子集成模块的纯铜基板,并对该模块的传热性能进行了研究.研究结果表明,在186W/cm²的热载荷下,热管基板蒸发端的高对流换热系数削弱了模块的热集中现象,其结壳热阻是商用铜基板模块热阻的一半,并且热管基板在正反放置的情况下具有相同的散热性能.集成模块在225W的脉宽热载荷冲击下,管芯的瞬态最高温度比商用模块低46℃.