检索结果-南通市图书馆

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

600V槽栅IGBT优良性能的机理分析

北京工业大学学报 2016年第9期42卷 1313-1317页

作者：吴郁周璇金锐胡冬青贾云鹏谭健赵豹李哲北京工业大学电子信息与控制工程学院北京100124 国网智能电网研究院电工新材料及微电子研究所北京100192

槽栅结构对功率绝缘栅双极晶体管(insulate gate bipolar transistor,IGBT)的影响主要是n-漂移区的电导调制而不是对沟道电阻的改善,为了论证这一问题,采用仿真工具Sentaurus TCAD,针对600 V的Trench IGBT和Planar IGBT两种结构的阻断... 详细信息

槽栅结构对功率绝缘栅双极晶体管(insulate gate bipolar transistor,IGBT)的影响主要是n-漂移区的电导调制而不是对沟道电阻的改善,为了论证这一问题,采用仿真工具Sentaurus TCAD,针对600 V的Trench IGBT和Planar IGBT两种结构的阻断特性、导通特性和开关特性等进行仿真分析,重点研究了2种结构在导通态时n-漂移区和沟道区各自所占的通态压降的比例以及n-漂移区内的过剩载流子数量.结果表明:2种结构的沟道区压降所占比例较小且相差很少,槽栅结构的n-漂移区内载流子数量远超平面栅结构,电导调制效果更好,即槽栅结构主要是对n-漂移区的电导调制的改善.同时研究了2种IGBT结构的E_(off)-V_(CE(on))折中曲线,发现槽栅IGBT具有更低的通态压降和关断损耗.

关键词：绝缘栅双极晶体管(insulate gate bipolar transistor,IGBT) 槽栅平面栅通态压降关断损耗

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

1200V场截止IGBT的研究

1200V场截止IGBT的研究

作者：董子旭天津工业大学

学位级别：硕士

绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT）是功率半导体器件第三次技术革命的代表性产品,具有高频率、高电压、大电流,易于开关等各种优良的性能,而场截止绝缘栅双极型晶体管（Field-Stop Insulated Gate Bipolar ... 详细信息

绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT）是功率半导体器件第三次技术革命的代表性产品,具有高频率、高电压、大电流,易于开关等各种优良的性能,而场截止绝缘栅双极型晶体管（Field-Stop Insulated Gate Bipolar Transistor,FS IGBT）则是经过几代不同IGBT芯片结构的发展,成为目前世界上主流的IGBT结构,其产品已经广泛应用于消费电子、工业控制、电动车辆、智能电网等领域,中国目前已经发展成为全球IGBT最大需求市场。本论文提出一款1200V平面栅FS-IGBT器件的设计与制造方法,并通过天津中环半导体股份有限公司6英寸0.35μm工艺完成了IGBT芯片的流片和测试工作。本文主要研究内容如下:1.在芯片的结构设计方面,主要分为元胞和终端设计两部分,通过仿真确定器件结构、验证电学特性参数,并结合生产线进行重要的单项工艺实验验证,同时引入国际上主流的场截止技术,提出一种改进背面减薄工艺方案,使芯片厚度减薄至120μm,相较于同规格非穿通型IGBT（Non-Punch Through Insulated Gate Bipolar Transistor,NPT-IGBT）厚度减少30%以上,并提高器件工作时的散热能力。2.在元胞结构设计中,引入了一种载流子存储技术,通过在P型基区底部引入N型载流子存储层（Carrier Stored Layer,CS）,使器件正向导通压降减小约0.6V左右,改善了反偏安全工作区,提高器件的可靠性。3.在终端工艺中,设计了一种改善终端耐压的钝化结构,通过使用聚亚酰胺光刻胶（Polyimide,PI）钝化工艺代替传统的氮化硅（Nitride）钝化层,仅用光刻和固化完成钝化工艺,省去了原有的钝化介质的淀积、刻蚀、去胶清洗等工艺,大幅缩短工艺流程,缩短该层工艺时间约8小时,降低该层流片成本的20%。测试结果表明:芯片耐压在1200V以上,阈值电压为6.59V,反向漏电流为0.8m A,集电极-发射极饱和压降为1.44V。

关键词：功率器件 IGBT 电场截止平面栅载流子存储技术

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

整晶圆IGBT芯片设计与研制

整晶圆IGBT芯片设计与研制

作者：刘燕兰湖南大学

学位级别：硕士

目前兆瓦至百兆瓦级大容量电力电子装置受限于传统晶闸管换流技术,普遍存在如下几个问题,其中包括开关频率比较低、谐波较高、体积也比较大、动态相应不好、易产生换相失误等缺点。虽然中小容量的电力电子技术发展较为成熟,但是,现代的... 详细信息

目前兆瓦至百兆瓦级大容量电力电子装置受限于传统晶闸管换流技术,普遍存在如下几个问题,其中包括开关频率比较低、谐波较高、体积也比较大、动态相应不好、易产生换相失误等缺点。虽然中小容量的电力电子技术发展较为成熟,但是,现代的电力电子技术最终也会进入到大容量电能转换应用领域。本论文进行的是整晶圆IGBT半导体器件方面的研究,提出基于一种隔离失效器件单元的整晶圆IGBT冗余设计思想的3300V整晶圆IGBT芯片的设计方法,并将这种结构设计方法结合工艺进行流片,本文围绕着3300V整晶圆IGBT芯片研制工作展开论述。本论文的主要工作如下:1、从半导体功率器件概述和IGBT的发展历程的角度出发,说明整晶圆大容量IGBT的研究必要性和研究意义。2、对IGBT器件的结构及基本工作原理进行分析讨论,然后结合IGBT器件的电学特性提出一种3300V整晶圆IGBT器件的元胞优化设计和终端优化设计,并确定元胞的尺寸参数,再根据优化前流片测试的结果提出了两套解决方案,利用不同的两套版图优化设计实现整晶圆大容量IGBT芯片的电学特性。3、对上述两套版图流片结果进行对比测试分析研究,对所研制的两套3300V整晶圆IGBT芯片进行了静态参数测试。发现两套版图优化方案的效果较为理想,都基本达到了预期结果。但是其中第二套版图方案(16个完全相同且独立的IGBT区域)只有部分区域有电学特性,也说明目前整晶圆IGBT工艺还需改善,提高其良品率。

关键词：整晶圆 IGBT 平面栅终端结构版图设计

不同栅结构SiC MOSFET器件功率循环可靠性及失效机理研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

不同栅结构SiC MOSFET器件功率循环可靠性及失效机理研究

作者：王梅华南理工大学

学位级别：硕士

碳化硅(SiC)金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)是目前电力电子系统中硅器件的极具吸引力的替代品。但是高温、高压的应用使器件可靠性面临严峻挑战,功率循环试验(Power Cycling Test,简称PCT)可以模拟器件实际使用场景,是评估SiC ... 详细信息

碳化硅(SiC)金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)是目前电力电子系统中硅器件的极具吸引力的替代品。但是高温、高压的应用使器件可靠性面临严峻挑战,功率循环试验(Power Cycling Test,简称PCT)可以模拟器件实际使用场景,是评估SiC MOSFET长期可靠性的有效方法。PCT中的一些老化前驱参数在以前的文献中已有研究,但是当多个失效机制相互竞争时,单个的老化前驱参数无法准确有效表征器件失效。因此,需要解耦合前驱体参数与多种失效机制之间的关系,以帮助了解PCT中器件的失效机制,更好地制定PCT中SiC MOSFETs的失效判据。此外,大多数PCT研究都集中在平面栅SiC MOSFET而忽略了沟槽栅结构。为此,本文拟通过功率循环试验,研究重复栅极应力对不同栅极结构的器件的影响,进一步理解PCT中器件的失效机制,为制定碳化硅器件的故障标准提供参考。本文通过正向模式和体二极管模式下的功率循环试验,研究三种具有不同栅极结构(非对称沟槽栅、双槽型沟槽栅、平面栅)的商用SiC MOSFET在两种不同循环模式下的退化敏感参数和失效机理,揭示不同栅极结构的SiC MOSFET在PCT应力作用下封装失效和栅极失效状态和机理,比较三种SiC MOSFET器件功率循环寿命。本文的主要研究内容如下:(1)探究SiC MOSFET在功率循环试验中退化敏感参数变化特征,包括功率循环试验在线监测参数变化、功率循环试验前后直流特性参数变化。实验发现了功率循环过程中饱和导通压降、结温和热阻的多种变化规律,功率循环后直流参数如阈值电压、导通电阻、栅极漏电流、漏极漏电流均增大。对SiC MOSFET退化敏感参数与老化状态和失效机理的关系进行解耦,将封装退化和芯片退化带来的退化敏感参数变化的机理区分开来。(2)探究不同功率循环模式下SiC MOSFET器件退化敏感参数、器件寿命、失效机理的不同。实验发现正向模式下,器件特性参数漂移更快,漂移程度更大,器件寿命更短。不同模式中加热电流和温敏参数的温度系数不同是造成两种模式下封装寿命不同的主要原因。由于两种不同模式下的栅极偏置应力不同,造成栅极不同程度的失效,最终影响芯片寿命。(3)揭示功率循环应力作用下不同栅极结构SiC MOSFET的封装和元胞失效形态以及失效机理。封装失效主要表现在键合线粘接裂纹、跟腱裂纹、键合线脱落、焊料空洞、焊料或塑封料分层。元胞失效表现为介质层击穿、多晶硅空洞、阻挡层空洞、界面击穿。对比发现沟槽栅结构SiC MOSFET的栅氧化层失效主要发生在介质层和多晶硅,未见界面击穿。而平面栅器件栅氧化层失效是高温和电应力的共同结果,较薄的界面层导致器件更容易因陷阱而发生界面击穿,同时高温下也有金属铝熔融进入多晶硅,造成介质层击穿。进一步,双沟槽栅在栅极沟槽拐角处由于工艺缺陷会有拐角开裂,该裂纹在PCT中进一步扩大贯穿,导致器件漏电和介质层击穿。

关键词： SiC MOSFET 功率循环沟槽栅平面栅导通模式失效机理失效分析

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

600V FS结构IGBT的设计

600V FS结构IGBT的设计

作者：孔凡一电子科技大学

学位级别：硕士

场阻型IGBT(Field-Stop IGBT,FS-IGBT)是近年来出现的一类非常重要的IGBT结构,FS层能实现通态损耗与器件耐压以及通态损耗与开关损耗之间的良好折中,因此FS型IGBT已经广泛应用于工业控制、消费电子等领域。然而,FS-IGBT的核心技术都掌握... 详细信息

场阻型IGBT(Field-Stop IGBT,FS-IGBT)是近年来出现的一类非常重要的IGBT结构,FS层能实现通态损耗与器件耐压以及通态损耗与开关损耗之间的良好折中,因此FS型IGBT已经广泛应用于工业控制、消费电子等领域。然而,FS-IGBT的核心技术都掌握在Infineon、Fairchild、Toshiba等国外大公司手里,目前市场上的产品基本都是由这些公司推出,国内的IGBT商业化正处于起步阶段,FS技术更是远远落后于发达国家。本论文提出一种600V平面栅FS-IGBT器件的设计与制造方法,并通过和国内某知名代工线合作,完成了器件制备和测试。论文围绕600V平面栅FS-IGBT的研制工作展开论述。1、首先对IGBT原理及FS层的原理进行分析讨论,然后结合代工线的特点,进行了600V平面栅FS结构IGBT的工艺流程、元胞结构与终端结构设计,最后完成版图设计并进行工艺流片。所设计的器件工艺流程为:先进行器件背面的FS层制作,然后进行正面结构(包括元胞和终端)的制作,最后再进行背面的P+区注入和金属化。2、对流片获得的600V FS-IGBT器件进行了主要电学参数的测试和分析。测试结果为:耐压大于700V、正向导通压降低于1.15V、阈值电压4.1.5V。满足设计要求。本论文的研究成果对于促进我国FS结构IGBT的研究和产业化具有很好的参考价值,通过进一步改进工艺及结构,提高产品良率,最终可以形成有竞争力的产品。

关键词：功率器件 IGBT 平面栅电场截止