沟槽型MOSFET的发展

在功率变换器中沟槽型MOSFET取代功率二极管传递能量有两个优点：可以用PWM驱动电路灵活地控制MOSFET为不同的负载提供所需的能量;导通电阻低,能耗小。文章介绍了新研究出来的厚栅氧MOSFET,RSOMOSFET,集成肖特基二极管的沟槽型MOSFET,并对它们的机理和性能进行了阐述和分析。     

1700V碳化硅MOSFET设计

设计了一种击穿电压大于1 700V的SiC MOSFET器件。采用有限元仿真的方法对器件的外延掺杂浓度及厚度、有源区结构以及终端保护效率进行了优化。器件采用14μm厚、掺杂浓度为5×1015cm-3的N型低掺杂区。终端保护结构采用保护环结构。栅压20V、漏压2V时,导通电流大于1A,击穿电压高于1 800V。     

伽马射线辐照总剂量对CMOS／SIMOX器件的影响

我们把用SIMOX工艺所形成的纵向隔离结构和新开发的横向隔离结构结合起来,研制出抗辐照CMOS/SIMOX器件。 n沟MOSFET的纵向隔离由多层高浓度氧掺杂多晶硅和埋层二氧化硅组成,横向隔离由多层薄的侧壁二氧化硅、侧壁多晶硅和厚的场二氧化硅组成。p沟MOSFET的纵向隔离结构与n沟MOSFET相同,但其横向隔离中没有侧壁多晶硅层,而是使用厚的场二氧化硅层。高浓度氧掺杂多晶硅和侧壁多晶硅层用来屏蔽被俘获在埋层二氧化硅和场二氧化硅中的辐照感生正电荷。利用这些隔离结构和薄栅二氧化硅层开发的CMOS/SIMOX器件,即使在经受2Mrad(Si)的~(60)Co伽马射线辐照之后,仍具有良好的工作特性。     

1200V碳化硅MOSFET设计

设计了一种阻断电压大于1 200V的碳化硅(SiC)MOSFET器件。采用有限元仿真的方法对器件的终端电场分布进行了优化。器件采用12μm厚、掺杂浓度为6e15cm-3的N型低掺杂区。终端保护结构采用保护环结构。栅压20V、漏压2V时,导通电流大于13A,击穿电压达1 900V。     

一种900V超结VDMOSFET器件的设计与仿真

功率MOSFET在现代电子工业中已经得到了广泛的运用,然而在高压功率MOSFET器件中,如何平衡功率MOSFET的击穿电压与导通电阻的冲突一直是研究热点。结合超结理论和传统功率VDMOSFET的生产工艺设计了一款高压超结VDMOSFET器件,运用半导体器件仿真软件对器件结构进行优化,得到P柱区和N柱区掺杂浓度和厚度的最优值和工艺参数。仿真结果表明,设计的超结VDMOSFET器件击穿电压和导通电阻分别为946 V和0.83Ω,很好地平衡了功率MOSFET击穿电压与导通电阻的冲突。     

15 kV/10 A SiC功率MOSFET器件设计及制备

报道了在150μm厚、掺杂浓度5.0×1014 cm-3的外延层上制备15 kV/10A超高压SiC功率MOSFET器件的研究结果.对器件原胞结构开展了仿真优化,基于材料结构、JFET区宽度和JFET区注入掺杂等条件优化,有效地提升了器件的导通能力,器件比导通电阻为204 mΩ· cm2,击穿电压大于15.7 kV,在...     

一种JFET区域具有N型重掺杂的1200 V碳化硅浅槽平面MOSFET器件的设计与优化北大核心

介绍了一种在JFET区域采用浅槽N型重掺杂降低器件比导通电阻与开启损耗的1 200 V碳化硅平面栅MOSFET器件。采用浅槽结构设计，减小了器件栅源电容CGS及栅漏电容与栅源电容比值CGD/CGS,降低了器件的开启损耗。浅槽下方采用的N型重掺杂使得器件反型层沟道压降明显提高，使器件获得了更低的比导通电阻。仿真结果表明，相比于平面栅MOSFET器件，开启损耗降低了20%;相比于平面栅MOSFET与分裂栅MOSFET,器件比导通电阻分别减小了14%和17%。     

高压SiC MOSFET研究现状与展望

碳化硅（Si C）金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）作为宽禁带半导体单极型功率器件,具有频率高、耐压高、效率高等优势,在高压应用领域需求广泛,具有巨大的研究价值。回顾了高压Si C MOSFET器件的发展历程和前沿技术进展,总结了进一步提高器件品质因数的元胞优化结构,介绍了针对高压器件的几种终端结构及其发展现状,对高压Si C MOSFET器件存在的瓶颈和挑战进行了讨论。     

横向结构深结功率MOSFET漂移区的优化设计

本文用解析方法找出了具有横向结构和深结的功率MOSFET漂移区中的电场分布。从这个分析出发,推导出了能取得最小串联电阻并保证有一定结击穿电压的偏置栅功率MOSFET中漂移区的最佳均匀表面掺杂浓度和掺杂深度。提出了这类MOSFET的设计规则。同计算机模拟的结果进行了比较,结果表明,这些结论对某些实际结构是合理的。     

士兰微电子推出新一代高压MOSFET——F—CeIITM系列

士兰微电子近期推出了新一代高压MOSFET产品——F—cell^TM系列高压MOSFET。这是士兰微电子自主研发所推出的第四代平面结构高压MOSFET产品,工作电压可以覆盖400V-900V区间,工作电流在1A-18A之间,可以兼容多晶稳压管结构以提高ESD特性;具有高可靠性,高效率,高EAS能力,     

超宽禁带半导体金刚石功率电子学研究的新进展(续)

3功率晶体管与逻辑电路金刚石晶体管在功率电子学和微波电子学两大领域均有进展。在功率电子学领域向高击穿电压、高击穿场强、高温工作、低导通电阻、高开关速率和常关器件的方向发展。金刚石晶体管以各类FET为主,包括金属半导体场效应晶体管(MESFET)、MOSFET和JFET等,其沟道有两种:金刚石氢终端表面二维空穴气和p型掺杂层。     

绝缘栅双极晶体管基础

IGBT结构及工作原理 IGBT是强电流、高压应用和快速终端设备用垂直功率MOSFET的自然进化。由于实现一个较高的击穿电压BV为oss需要一个源漏通道,而这个通道却具有很高的电阻率,因而造成功率MOSFET具有Ros(on)数值高的特征,IGBT消除了现有功率MOSFET的这些     

6.5 kV SiC MOSFET的优化及开关特性

优化设计了电力系统用6.5 kV SiC MOSFET,测得该器件的导通电流为25 A,阻断电压为6 800 V,器件的巴利加优值(BFOM)达到925 MW/cm²。基于感性负载测试电路测试了器件的高压开关瞬态波形。在此基础上,借助仿真软件构建6.5 kV SiC MOSFET芯片级和器件级仿真模型,通过改变器件元胞结构、阱区掺杂浓度、栅极电阻、寄生电感等参数,研究了6.5 kV SiC MOSFET开关瞬态过程和电学振荡影响因素。结果表明,减小结型场效应晶体管(JFET)宽度有利于提高器件dV/dt能力,而源极寄生电感和栅极电阻是引起栅极电压振荡的重要因素。研究结果有助于分析研究6.5 kV SiC MOSFET在智能电网应用中的开关特性,使得基于SiC MOSFET的功率变换器系统具有更低的损耗、更高的频率和更高的可靠性。     

对异型硅岛实现的厚膜全耗尽SOIMOSFET的模拟研究

本文提出了用异型硅岛实现的厚膜全耗尽(FD)SOI MOSFET的新结构,并分析了其性能与结构参数的关系.通过在厚膜SOI MOSFET靠近背栅的界面形成一个相反掺杂的硅岛,从而使得厚膜SOI MOSFET变成全耗尽器件.二维模拟显示,通过对异型硅岛的宽度、厚度、掺杂浓度以及在沟道中位置的分析与设计,厚膜SOI MOSFET不仅实现了全耗尽,从而克服了其固有的Kink效应,而且驱动电流也大大增加,器件速度明显提高,同时短沟性能也得到改善.模拟结果证明:优化的异型硅岛应该位于硅膜的底部中央处,整个宽度约为沟道长度的五分之三,厚度大约等于硅膜厚度的一半,掺杂浓度只要高出硅膜的掺杂浓度即可.重要的是,异型硅岛的设计允许其厚度、宽度、掺杂浓度以及位置的较大波动.可以看出,异型硅岛实现的厚膜全耗尽 SOI MOSFET 为厚膜SOI器件提供了一个更广阔的设计空间.     

IR215×在荧光灯电子镇流器中的应用

<正> 目前国内生产的荧光灯电子镇流器绝大多数采用驱动变压器式的半桥拓扑结构来驱动功率MOSFET,两只功率MOS-FET管在驱动变压器的作用下交替导通给灯管提供电流,开关频率由LC共振频率决定。这种电路存在着以下缺点:(1)电路本身不能自启动,通常要在低侧功率MOSFET管栅极加上双向触发二极管才能在电路接通瞬间触发低侧功率MOSFET管;(2)驱动变压器限制了电子镇流器的小型化;(3)驱动变压器的生产成本高。 采用IR215×系列控制集成电路取代传统的变压器驱动方式可克服上述缺点。IR215×系列芯片为高压、高速功率MOSFET或IGBT驱动集成电路,可驱动高侧和低侧MOSFET或IGBT,能够提供高达600V的直流偏置电压,具有自振荡或     

具有碳纳米管掺杂的场增强型DBD平面光源性能研究

为了降低介质阻挡放电平面光源(DBDL)器件的着火电压以及提高其发光效率,本文提出了一种掺杂型的具有场增强型结构的DBD平面光源,该结构采用碳纳米管(CNT)与荧光粉相混合,在荧光粉表明镀有一层厚度为40 nm的MgO薄膜以提高二次电子发射系数及降低气体放电中产生的离子对CNT的冲击.实验结果表明采用在荧光粉中掺杂CNT以及蒸镀MgO薄膜的DBD平面光源结构可以有效降低器件的着火电压和提高发光效率,同传统无掺杂的结构相比,在气压为50kPa的Ne-15％Xe混合气体时,掺杂比为1 ∶ 5000的DBD平面光源其着火电压降低了10％;在相同输入功率下,其亮度及发光效率提高了约20％.     

新产品速递

士兰微电子推出内置高压MOSFET电流模式PWM+PFM控制器士兰微电子近日推出应用于开关电源的内置高压MOSFET电流模式PWM+PFM的AC/DC控制器SD6835。该产品符合能源之星2.0标准,具有低功耗、低启动电流和较低EMI,输出电压和极限输出功率均可调节等特点。目前该芯片可以提供的功率范围     

SiC JFET功率特性的仿真与优化

建立了常关型SiC结型场效应晶体管(JFET)功率特性的数值模型,研究了不同的结构和材料参数对器件功率特性的影响。仿真结果显示,沟道层、漂移层等各层的厚度及掺杂浓度对器件的开态电阻和击穿电压都有明显的影响;采用电流增强层可以明显提高器件的功率特性。研究结果表明,对SiC JFET的结构参数进行优化,可以有效提高器件的优值(FOM)。     

杨教授视点 智能电网技术 15kVSiCIGBT的发展及其对电力应用的影响(中)

15-kV SiC IGBT的设计与优化图3给出了15-kVN沟道4H-SiC IGBT的半单元截面图。4H-SiC n⁺衬底上生长有外延层。厚3μm、1×10¹⁹cm^-3掺杂的P+发射极层是第一个外延层。其后是n型底部缓冲层（场塞）,厚5μm,掺杂浓度1×10¹⁷cm^-3,可以防止场击穿,同时实现了较好的性能折中。IGBT的N-漂移层厚150μm,掺杂浓度     

电导调制型功率晶体管

本文介绍电导调制型功率器件(CMD)的结构、工作原理和器件特性。在向高压器件发展的过程中,CMD器件相对于MOSFET的优势越益明显。可以预料,CMD器件将在广泛的领域内应用于高压功率开关。