MCT与Clustered IGBT在大功率应用中的比较研究

针对两种应用于大功率领域的半导体器件——栅控晶闸管(MCT)和组合式绝缘栅晶体管(CIGBT),采用数值仿真软件进行了比较研究。静态仿真结果表明MCT具有更低的正向压降,只有CIGBT的50%左右,而CIGBT得益于其电流饱和特性,具有更大的短路安全工作区。开关仿真结果表明CIGBT具有比MCT更短的关断时间和更小的关断能量,更适合应用于高频领域。同时研究了MCT和CIGBT在脉冲放电应用中的特性,结果表明MCT具有更大的脉冲峰值电流和更快的电流上升率,并首次论证了脉冲放电过程中器件物理机制的区别。     

基于VLD技术的MCT器件仿真分析

针对在脉冲功率领域有一定应用的栅控晶闸管(MCT)器件,提出了一种基于VLD(横向变掺杂)技术的MCT(VMCT)器件新工艺并通过仿真比较出新工艺的优势。VLD技术是指通过调整掩模版窗口的大小调节杂质掺杂浓度,进而优化MCT中NPN晶体管的电流放大系数a,通过仿真确定了新工艺的杂质注入剂量。仿真结果表明采用新工艺的VMCT器件比采用常规工艺MCT(CMCT)电流能力更强,是CMCT的2倍;和CMCT相比,VMCT器件的耐压和关断电压都保持不变,但是VMCT在工艺流程中比MCT节省一张掩模版。     

提高晶闸管器件对di/dt的耐受能力的途径

介绍了晶闸管器件的通态电流上升率di/dt参数及其损坏晶闸管器件的机理，并进一步介绍了提高晶闸管器件的通态di/dt耐量的设计和工艺方法，及应用过程中限制晶闸管阳极电路的电流上升率，保护晶闸管器件的方法。     

硅基碲镉汞红外探测器表面钝化研究

碲镉汞(Mercury Cadmium Telluride, MCT)材料的表面钝化是红外探测器制备中的关键工艺之一。高性能MCT器件需要稳定且可重复生产的钝化表面和符合器件性能要求的界面。因此,探究MCT表面钝化技术具有重要意义。研究了MCT的分子束外延(Molecular Beam Epitaxy, MBE)原位钝化与磁控溅射钝化两种钝化技术。结果表明,MBE原位钝化膜层的致密性较好,钝化层表面的缺陷孔洞较小,钝化层与MCT的晶格匹配度较好,器件流片的电流-电压(I-V)特性要优于磁控溅射正常钝化。     

金属氧化物半导体控制晶闸管的di/dt优化

金属氧化物半导体控制晶闸管(MCT)相比于绝缘栅双极型晶体管(IGBT)具有高电流密度、低导通压降和快速开启等优势,在高压脉冲功率领域具有广阔的应用前景.作为脉冲功率开关,MCT开启过程对输出脉冲信号质量有很大影响.采用理论分析并结合仿真优化重点研究了MCT开启瞬态特性.通过对MCT开启过程进行详细地理论分析推导,给出了MCT开启过程中阳极电流和上升时间的表达式.结合Sentaurus TCAD仿真优化,将MCT开启过程中电流上升速率(di/dt)由40 kA/s提升至80 kA/s,极大地改善了器件开启瞬态特性.最后,总结提出了提高器件开启瞬间di/dt的设计途径.     

新型功率器件MCT的研究

本文探讨了新型功率器件MCT(MOS控制晶闸管)的结构设计、工艺设计及实施方法。通过计算机工艺模拟,采用SDB(硅片直接键合)、硅栅自对准工艺和多层介质隔离等技术,在实验室制成了MCT样品.测试结果表明.在-12伏的栅偏压下能在5μs内关断42A/cm~2的阳极电流.     

低导通压降MOS控制晶闸管的研制

基于6英寸(1英寸≈2.54 cm)半导体工艺平台研制了一款低导通压降的MOS控制晶闸管(MCT)。通过对MCT正向阻断状态和导通状态的理论分析，阐述p基区结构参数影响正向阻断特性和导通特性的机理。采用Silvaco TCAD软件建立静态特性模型并进行p基区结构参数仿真设计，得到最优掺杂浓度和厚度。结合仿真结果指导工艺参数优化制备MCT芯片，并对封装后器件性能进行了测试。测试结果表明，优化后器件正向阻断电压超过1 600 V,脉冲峰值阳极电流为3 640 A,导通压降在满足2.0 V设计值的基础上降低至1.7 V,正向阻断特性和导通特性均得到提高。     

10A/500V MCT器件的研制

本文叙述了新型功率器件MCT(MOS控制晶闸管)的结构设计、工艺流程及实施方法。西安徽电子研究所采用扩散、硅栅自对准工艺和多层介质隔离等技术制成MCT样品。测试结果表明，其在20V的栅压下能在4μs内关断50A／cm^2的阴极电流。     

发展氮化镓集成电路的考虑

介绍了氮化镓微电子器件的优势和现状。提出将GaNHEMT作为微波器件用于混合微波集成电路(MIC)和微波单片集成电路(MMIC),在射频输出功率、器件优值等方面,均具有明显优点,并列举了成功的例子。为了加快发展MMIC,必须解决好几个关键问题,即提高材料质量和尺寸,完善制造工艺,克服器件电流下降、增益过早饱和与射频输出功率退化等现象。     

碲镉汞pn结制备技术的研究进展

作为一种禁带宽度可调的半导体,碲镉汞(MCT)至今仍是一种最有效的可在较宽波长(1～25μm)范围内工作的红外探测器.由于材料性质敏感,MCT器件的制备一直是一项具有挑战性的工作.有若干种pn结制备方法可用于制备MCT光伏器件.离子注入是最常用的一种,但该方法需要额外的退火处理.一些替代技术,例如离子束研磨或反应离子刻蚀等,近来年引起较多关注.MCT体晶和外延层的导电类型转换是材料生产和器件制备中最重要的工艺之一.通过对近年来部分英语期刊文献的归纳分析,介绍了MCTpn结制备技术的研究进展.     

碳掺杂对28 nm PMOS器件性能的影响

基于28 nm Polysion工艺,研究了在轻掺杂源漏区(LDD)提升掺杂浓度与掺杂碳源对PMOS器件的影响。实验结果表明,掺杂碳原子可以有效抑制硼的瞬时增强扩散效应(TED),并有效降低器件结深,降低漏电流。在P型轻掺杂源漏区(PLDD)提升掺杂浓度,可以有效提高电路速度,但会导致更严重的硼扩散与漏电流。通过研究不同浓度的碳原子与PLDD浓度对器件的影响,选取合适的碳源掺杂浓度并提高PLDD的掺杂浓度,在同样饱和电流的情况下器件具有更小的漏电流,可以提升PMOS器件的饱和电流与漏电流(I_on-I_off)性能约6%。     

600 V-30 A 4H-SiC肖特基二极管作为IGBT续流二极管的研究

采用碳化硅外延和器件工艺制造了碳化硅肖特基(SBD)二极管,耐压超过600 V。正向压降为1.6 V时,器件电流达到30A。作为IGBT续流二极管,600 V碳化硅肖特基二极管和国际整流器公司的600 V超快恢复二极管(Ultra fast diode)进行了对比:125℃IGBT模块动态开关测试中,碳化硅二极管的反向恢复能耗比硅二极管节省90%,相应的IGBT开通能耗节省30%。另外反向恢复中过电压从40%降为10%,这是由于碳化硅的软度高,提高了模块的可靠性。     

碲镉汞表面钝化研究进展

碲镉汞(MCT)红外探测器近些年的发展非常迅速。随着相关技术的不断进步,对探测器的要求也越来越高。MCT探测器的表面对杂质、缺陷、损伤、温度等因素非常敏感,而器件的很多性能直接由其表面的性质决定,因此MCT材料表面的钝化被看成是红外探测器制备的关键工艺之一。为了提高器件表面的稳定性,最常用的方法就是对MCT材料表面进行钝化处理。主要介绍了几种常见的MCT材料表面钝化方法,然后结合国内外文献重点介绍了常见的介质膜钝化方法,并对以后的工作进行了展望。     

GGNMOS叉指宽度与金属布线对ESD防护性能的影响

栅接地NMOS(GGNMOS)器件具有与CMOS工艺兼容的制造优势,广泛用于静电放电(ESD)保护。鉴于目前GGNMOS的叉指宽度、叉指数及金属布线方式等外部因素对ESD鲁棒性的影响研究较少,设计了不同的实验对此开展对比分析。首先,基于0.5μm Bipolar-CMOS-DMOS(BCD)工艺设计并制备了一系列GGNMOS待测器件;其次,通过传输线脉冲测试,分析了叉指宽度与叉指数对GGNMOS器件ESD失效电流(It2)的影响,结果表明,在固定总宽度下适当减小叉指宽度有利于提高It2;最后,比较了平行式与交错式两种金属布线方案对It2的影响,结果表明,平行式金属布线下GGNMOS器件的ESD鲁棒性更好。     

高压MOS晶体管双峰衬底电流分析及优化

利用0.15 μm标准CMOS工艺制造出了工作电压为30 V的双扩散漏端MOS晶体管.观察到DDDMOS的衬底电流-栅压曲线有两个峰.实验表明,DDDMOS衬底电流的第二个峰对器件的可靠性有一定的影响.利用TCAD模拟解释了DDDMOS第二个衬底电流峰的形成机制,并通过求解泊松方程和电流连续性方程分析了器件的物理和几何参数与第二个衬底电流峰之间的关系.根据分析的结果优化了制造工艺,降低了DDDMOS的衬底电流,提高了器件的可靠性.     

用p埋层CMOS工艺制造横向磁敏晶体管

本文介绍了一种用P埋层CMOS工艺制造的横向磁敏晶体管(LMT)。器件结构是双基极、双集电极npn晶体管。它具有抑制侧向注入效应,即将注入集中于发射区的中部,在中性基区的少数载流子受到双重偏转作用,消除了横向无功电流。在CMOS工艺的基础上加了P埋层,消除了纵向无功电流。器件对磁场有良好的线性响应。     

碲镉汞外延材料缺陷的研究进展

通过对近年来的部分国外文献进行归纳分析,介绍了碲镉汞(MCT)缺陷研究的现状.与其他类似的半导体相比,MCT以其显著的优势成为红外焦平面(FPA)器件中最为常用的窄带隙材料.MCT外延层中的缺陷可能会影响光敏元的性能,降低MCT焦平面器件的可用性.衬底类型、衬底晶向和生长期间的衬底温度等因素对MCT外延层的质量有明显影...     

应力记忆工艺优化对NMOS器件性能的改善

应力记忆工艺(SMT)通过在NMOS器件沟道中产生张应力,提高器件的电子迁移率,从而提升NMOS器件的性能。Si₃N₄层应力值、SiO₂层厚度以及退火顺序等三种因素,均对NMOS器件的性能产生影响,增加了SMT工艺应用的难度。对三组实验结果进行分析,研究了三种因素对NMOS器件性能的影响,优化了工艺条件。结果表明,NMOS器件应用SMT工艺后,饱和漏极电流-关态漏极电流(I_dsat-I_off)较传统NMOS器件提高了6%。     

TI MCT8316A 40V 8A无传感器梯形控制3相BLDC马达驱动器解决方案

<正>TI公司的MCT8316A 40V(最大) 8A(峰值)无传感器梯形控制的3相BLDC马达驱动器,用于需要高速工作(高速3k Hz)或非常快起动时间(<50ms)的12V到24V和高达8A峰值电流的无刷DC马达. MCT8316A集成了具有最大电压40V和非常低95 m(高边+低边) RDS(ON)的三个1/2 H桥.可调整降压稳压器和LDO的功率管理特性产生用于器件的3.3V或5.0V电压轨,并能来给外部电路供电.无传感器梯形控制通过寄存器设定(MCT8316AV)或硬件引脚(MCT8316AT)是高度可配置的,     

pnp高频高反压沟道基区全温晶体管设计与制造

耗尽基区晶体管也称为双极静电感应晶体管(BSIT),其电流放大系数h_(FE)具有负的温度系数。双极结型晶体管(BJT)的h_(FE)具有正温度系数,将BSIJ与BJT并联,采用BJT常规工艺制造了pnp高频高反压沟道基区全温晶体管。 本文描述了这一器件的结构,工作原理,设计与制造。该器件的特点是:当温度T变化时,h_(FE)漂移较小。 测试结果表明,环境温度从25°升到180℃时,器件的h_(FE)随温度T变化率小于35％,优于同类型的常规双极结型晶体管,平均改善20％。当温室从25°降到-55℃时,器件的h_(FE)变化率小于或等于30％