氧化槽隔离型RC-IGBT的设计与仿真

提出了一种新型的RC-IGBT器件,相比于常规RC-IGBT,新型的RC-IGBT在集电极侧引入了一个类似于栅极的多晶硅沟槽结构,不同之处是沟槽底部结构没有氧化层将多晶硅与硅体区相隔离,于是可将此重掺杂的多晶硅区作为新型的RC-IGBT的集电极的N+短路区,故称为TO-RC-IGBT(Trench oxide reverse conducting IGBT)。由于集电极P+阳极层与N+短路区之间的氧化层隔离,TO-RC-IGBT并未出现常规RC-IGBT导通时的回跳现象。为了避免产生回跳现象,常规RC-IGBT的元胞宽度通常达数百微米,而TO-RC-IGBT元胞宽度只有20μm,因而TO-RC-IGBT不会出现常规RC-IGBT的反向电流分布不均匀的问题。     

GaAs器件中载流子非稳态输运的蒙特卡罗模拟

本文用多粒子蒙特卡罗方法对GaAs器件中的载流子非稳态输运过程进行了模拟,解释了载流子速度过冲效应对亚微米器件性能的影响。给出了一种由P集电区、P~+缓变基区和AlGaAs/GaAs异质发射结组成的N~+P~+PN新结构,预计将对缩短基区-集电区渡越时间有明显的作用。     

一种背面深槽填充P型多晶硅RC-IGBT

提出了一种新型RC-IGBT,在背面阳极处设置了填充重掺杂P型多晶硅的深槽和FOC浮空电极。器件正向导通时,利用重掺杂P型多晶硅与N型衬底的接触电势差,将槽间的N型衬底部分耗尽,增强了阳极PN结的短路电阻,在较短背面阳极尺寸的条件下实现了RC-IGBT在开启过程中不出现电压折回现象。在器件反向开启过程中,空穴电流经过FOC浮空电极流入P型多晶硅,降低了多晶硅与N型衬底之间的势垒,提高了反向二极管的开启速度,降低了开启过程中二极管的过充电压。仿真结果表明,提出的新型RC-IGBT完全消除了电压折回现象,反向电流的均匀性得到了提高。相比于传统RC-IGBT,该新型RC-IGBT的元胞背面尺寸减小了88.89%,关断损耗降低了26.37%,反并联二极管的反向恢复电荷降低了13.12%。     

一种简单易行的显结法

众所周知,在制作器件的工艺过程中,结深的控制对器件成品率的影响较大,如能清晰地显示各种扩散或外延结,甚至是杂质浓度差很大的同型层的纵向结构,无疑将对分析工艺中出现的一些异常现象,如光刻对不正造成P~ N~ 相碰,漏源表面反型、基区宽度不合要求等,提供了一种简易的直观方法。以往由于没有一种简易的显结方法,工艺中结的纵向结构一般不作显示。象磨角染色法、滚槽法、电解水氧化法都因样品制备麻烦或显示清晰度欠佳而不被人们所常用,因而在分析一些工艺问题时比较盲目,论据缺乏说服力。我们在工艺     

ESD防护器件中SCR结构开启速度的优化与分析

针对静电放电(ESD)防护过程中ESD防护器件开启速度慢、易引起栅氧击穿或电路烧毁的问题,提出了一种可控硅(SCR)结构的ESD防护器件开启速度的优化方法。首先,基于0.35μm Bipolar-CMOS-DMOS(BCD)工艺制备了P~+浮空和P~+接地SCR结构器件,通过分析阱间距对P~+接地SCR影响,获知当阱间距增至8.68μm时,器件开启速度快且过击穿电压低。其次,对比分析关键尺寸参数相同条件下P~+接地与P~+浮空SCR器件ESD防护性能,传输线脉冲测试结果表明,P~+浮空比P~+接地SCR开启速度更快。最后,通过进一步优化P~+浮空SCR器件特征参数,器件开启速度可提高约17.70%。TCAD仿真结果证明:与P~+接地SCR相比,P~+浮空SCR的电流密度分布较均匀,且导通时间短,有利于提高开启速度,因此P~+浮空SCR器件更适用于高速集成电路的ESD防护。     

抑制或消除RC-IGBT回跳现象的技术发展概述

逆导型绝缘栅双极型晶体管(RC-IGBT)以其良好的软关断特性、短路特性以及良好的功率循环特性等优点,成为现在半导体功率器件技术领域研究的热点.RC-IGBT在拥有众多优点的同时,最典型的问题就是电压回跳现象,如何抑制或消除器件开启初期固有的回跳现象是RC-IGBT器件领域的技术关键.通过对RC-IGBT领域的国内外专...     

半超结抑制RC-TIGBT Snapback效应机理与仿真

首次对半超结RC-TIGBT与传统RC-TIGBT的正向导通机理进行了比较研究。通过Silvaco TCAD软件仿真,模拟研究了Ydrift值、P-集电区宽度与N+短路区宽度等关键参数对Snapback效应的影响。结果表明,回退电压点随着Ydrift的减小而减小,且与Ydrift呈线性关系。对于底部集电极尺寸而言,回退电压点与P-集电区宽度有关,与N+短路区宽度基本无关。基于仿真结果,给出半超结RC-TIGBT的等效电路,并详细分析了半超结技术能抑制Snapback效应的原因。最后,对半超结RC-TIGBT的结构参数进行设计,提出一种能减小Snapback效应的有效方法。     

~(31)P~+注入N-Hg_(1-x)Cd_xTe

离子注入Hg_(1-x)Cd_xTe是制备光伏红外探测器的关键工艺。国外已采用该工艺制备出高性能的HgCdTe多元列阵和焦平面器件。但其掺杂机制及退火机制尚不清楚,一般认为所有的元素离子注入P-HgCdTe均形成辐照损伤导致的N~+电学层,~(31)81P~+注入N-HgCdTe则形成P型层,是掺杂行为。本文着重报道我所近几年来用~(31)P~+注入N-     

具有L型栅极场板的双槽双栅绝缘体上硅器件新结构

为了降低绝缘体上硅（SOI）功率器件的比导通电阻,同时提高击穿电压,利用场板（FP）技术,提出了一种具有L型栅极场板的双槽双栅SOI器件新结构.在双槽结构的基础上,在氧化槽中形成第二栅极,并延伸形成L型栅极场板.漂移区引入的氧化槽折叠了漂移区长度,提高了击穿电压;对称的双栅结构形成双导电沟道,加宽了电流纵向传输面积,使比导通电阻显著降低;L型场板对漂移区电场进行重塑,使漂移区浓度大幅度增加,比导通电阻进一步降低.仿真结果表明：在保证最高优值条件下,相比传统SOI结构,器件尺寸相同时,新结构的击穿电压提高了123%,比导通电阻降低了32%;击穿电压相同时,新结构的比导通电阻降低了87.5%;相比双槽SOI结构,器件尺寸相同时,新结构不仅保持了双槽结构的高压特性,而且比导通电阻降低了46%.     

应用于车载变流器的RC-IGBT工作特性

逆导型IGBT (RC-IGBT)是将IGBT功能与续流二极管功能集成在一个芯片上,实现了在相同封装体积下,可获得更大的功率密度,由于IGBT与二极管紧密的移相热耦合,在相同散热条件下,RC-IGBT允许的工作结温更高.同时,RC-IGBT的本征二极管还受到栅极电压控制,通过栅极电压控制策略,可以降低器件损耗,优化系统特性.介绍了RC-IGBT的基本工作原理和二极管退饱和控制特性,研究了RC-IGBT应用于变流器系统的损耗优化控制策略,分析了应用RC-IGBT的单相脉宽调制(PWM)整流器的工作特性与损耗特性.通过一个具体的应用工况运行仿真,分析对比了RC-IGBT和普通IGBT在PWM整流器应用中的损耗特性.结果显示,应用RC-IGBT后总体损耗有所降低,验证了RC-IGBT退饱和脉冲控制的有效性.