氮化镓功率半导体器件技术

作为第三代半导体材料的典型代表,宽禁带半导体氮化镓(GaN)具有许多硅材料所不具备的优异性能,是高频、高压、高温和大功率应用的优良半导体材料,在民用和军事领域具有广阔的应用前景。随着GaN技术的进步,特别是大直径硅(Si)基GaN外延技术的逐步成熟并商用化,GaN功率半导体技术有望成为高性能低成本功率技术解决方案,从而受到国际著名半导体厂商和研究单位的关注。总结了GaN功率半导体器件的最新研究,并对GaN功率器件发展所涉及的器件击穿机理与耐压优化、器件物理与模型、电流崩塌效应、工艺技术以及材料发展等问题进行了分析与概述。     

一种新型高压功率器件终端技术

为了改善高压功率器件的击穿电压、节省芯片面积,提出一种P-场限环结合P+补偿结构、同时与金属偏移场板技术相结合的高压终端技术.采用TCAD(ISE)时该技术进行模拟,结果表明,该技术具有比较好的面积优化和击穿电压优化特性.     

超结MOSFET功率器件的终端技术分析

为了改善超结MOSFET功率器件的终端击穿特性,提出了一种平面结终端技术,应用柱坐标下的泊松方程证明了这种技术的可行性。提出了超结功率器件终端技术的工艺实现方法并分析了终端结构的电压特性,使用这种超结终端技术仿真得到了一个600V的Coolmos。利用2维仿真软件Medici讨论了终端p柱的数量和宽度因素对击穿电压和表面电场的影响。结果发现,采用变间距的超结结构本身就可以很好地实现超结MOSFET功率器件的终端。     

MOS型硅功率器件的耐压与终端处理

本文介绍了MOS型硅功率器件常见的平面结击穿电压的基本理论和提高击穿电压的基本方法以及终端处理技术发展中所面临的课题。     

多场限环平面结击穿电压的解析计算

本文介绍了多场限环平面结的主、环结及各环结间穿通击穿的模型,推导出了穿通击穿电压的计算公式。利用等位线概念,得到了各结电压与穿通电压的关系式。使用所得解析式求出的主要结果与数值方法的结论相吻合,本方法对于浅结高压器件具有较好的精度,亦可作为数值方法的辅助工具,用来初步估算场限环的参数。     

平面结终端场位分析的数值方法综述

本文对高压平面结终端结构优化设计中采用的各种数值方法开展了分析和比较，总结了 其中的一般性规律，对终端结构优化设计的发展提出了自己的看法。     

覆有BST膜的半导体功率器件结终端研究

通过一系列的工艺步骤,在半导体功率器件含有场限环(FLR)的结终端上覆盖了一层300 nm厚、介电常数高的钛酸锶钡( BST)膜.对该新型结终端和无BST膜的传统FLR结终端的结构与性能进行了研究比较.结果表明,在覆盖BST膜后,FRL结终端的结构击穿电压提高了50％.这证明BST膜能够提高器件的击穿电压.     

双极RF功率管的深阱结终端

给出了双极 RF功率管新的深阱结终端结构 .模拟分析表明 ,具有优化宽度、优化深度且填充绝缘介质的深阱结终端结构能使雪崩击穿电压提高到理想值的 95 %以上 .实验结果表明 ,深阱结终端结构器件 DCT2 6 0的BVCBO为理想值的 94 % ,比传统终端结构器件高 14 % ;与传统结构相比 ,在不减小散热面积的情况下 ,该结构还减小集电结面积和漏电流 ,器件的截止频率提高 33% ,功率增益提高 1d B     

高压功率MOSFET结终端保护技术及其组合优化设计

场板与场限环是用来提高功率MOSFET抗电压击穿能力的常用结终端保护技术,文章将分别介绍场板与场限环结终端保护技术各自的特点和耐压敏感参数,通过场板和场限环的互补组合来优化设计一款高耐压的VDMOS器件结构,最后采用ATHENA(工艺模拟)和ATLAS(器件模拟)工具来仿真验证优化设计的结果。     

一种新型4H-SiC BJT结终端结构研究

设计了一种应用于4H-SiC BJT的新型结终端结构。该新型结终端结构通过对基区外围进行刻蚀形成单层刻蚀型外延终端,辅助耐压的p+环位于刻蚀型外延终端的表面,采用离子注入的方式,与基极接触的p+区同时形成。借助半导体数值分析软件SILVACO,对基区外围的刻蚀厚度和p+环的间距进行了优化。仿真分析结果表明,当刻蚀厚度为0.8μm,环间距分别为8,10和9μm时,能获得最高击穿电压。新结构与传统保护环(GR)和传统结终端外延(JTE)相比,BVCEO分别提高了34%和15%。利用该新型终端结构,得到共发射极电流增益β>47、共发射极击穿电压BVCEO为1 570V的4H-SiC BJT器件。     

平面结场板结构表面场分布的二维解析

提出了基于二维泊松方程解的平面结场板结构的二维表面电场解析物理模型 .在该模型基础上 ,分析了衬底掺杂浓度、场板厚度和长度对二维表面场分布的影响 .解析预言的场分布与击穿电压的计算结果与先前的数值分析基本符合 .该模型为场板结构的优化设计提供了理论基础     

对拥有结终端保护的高压4H-SiC PIN二极管的研究

在对4H-SiC高压PIN二极管进行了理论分析的基础上,利用仿真软件ISE10.0对具有结终端保护的高压4H-SiC PIN二极管耐压特性进行了模拟仿真计算,并取得了很多有价值的计算结果。利用平面制造工艺,结合仿真提取的参数,试制了高压4H-SiC PIN二极管。实验测试结果表明,仿真计算的结果与实际样品测试的数据一致性较好,实测此器件击穿电压值已达到1 650V。     

高压功率FRED结终端保护技术及其组合优化设计

场板与场限环是用来提高功率FRED抗电压击穿能力的常用终端保护技术,本文分别介绍场板与场限环结终端结构原理和耐压敏感参数,然后采取场板和场限环的互补组合,通过Synopsis公司MEDICI4.0仿真工具优化设一款耐压1200V的FERD器件终端结构,最后通过实际流片验证此终端结构具有良好的电压重复性及一致性。     

功率VDMOS器件的研究与发展

简要介绍了垂直双扩散功率场效应晶体管(VDMOS)的研究现状和发展历史.针对功率VDMOS器件击穿电压和导通电阻之间存在的矛盾,重点介绍了几种新型器件结构(包括沟槽栅VDMOS、超结VDMOS、半超结VDMOS)的工作原理和结构特点,以及其在制造工艺中存在的问题.对不同器件结构的优缺点进行了比较分析.对一些新型衍生结构...     

新型高功率超高频终端

介绍了高功率超高频终端的研制结果.制备了具有高介电常数、低温度系数的金红石陶瓷和具有温度补偿特性的MnZn-1000铁氧体;发明了吸收特性可控可调的CS-12型高功率吸收材料.按照功率均分理论和阻抗匹配原理,精确设计由三种材料组成的复合吸收体和超高频终端腔体.研究表明:试验结果与理论分析相一致.