新型高速SOI-LIGBT的研究

发布时间：2022-07-27 14:59

　　作为电力电子技术的核心,功率半导体器件在电能的控制、变换和调节中有着至关重要的作用。横向绝缘栅双极型晶体管（Lateral Insulated Gate Bipolar Transistor,LIGBT）作为一类重要的功率器件,具有输入阻抗大、导通电压小、电流密度大、驱动电路简单等优点。与此同时,在LIGBT发射极一侧引入载流子储存层（Carrier-Stored Layer,CSL）,能阻挡漂移区流入发射极的空穴载流子,进一步增强电导调制效应,并优化导通压降(on-state voltage,V_on)和关断损耗(turn-off loss,E_off)之间的折衷关系。然而,CSL的掺杂浓度(N_CS)不能过高,否则会导致P-base/CSL结提前击穿。另一方面,RC-LIGBT（Reverse-Conducting LIGBT）将续流二极管集成在器件内部,使得器件具有反向导电能力,但传统RC-LIGBT在正向导通时将会出现电压折回现象。针对上述问题,作者在陈星弼教授、孔谋夫副教授和易波老师的指导下,开展一系列的研究工作,主... 

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 电力电子技术和功率半导体器件简介
    1.2 IGBT研究现状
    1.3 本文的主要研究工作
第二章 SOI-LIGBT基本理论
    2.1 SOI技术简介
    2.2 横向功率器件耐压技术
        2.2.1 RESURF技术
        2.2.2 场板技术
        2.2.3 横向变掺杂技术
    2.3 SOI-LIGBT电学特性
        2.3.1 LIGBT静态特性
            2.3.1.1 阻断特性
            2.3.1.2 阈值电压
            2.3.1.3 输出特性
        2.3.2 LIGBT动态特性
    2.4 本章小结
第三章 具有电压钳位载流子存储层SOI-LIGBT的研究
    3.1 研究背景
    3.2 具有二极管钳位载流子存储层的SOI-LIGBT
        3.2.1 器件结构和工作原理
        3.2.2 阻断特性
        3.2.3 正向导通特性
        3.2.4 关断特性
        3.2.5 短路特性
        3.2.6 工艺可行性讨论
    3.3 具有自偏置pMOS钳位载流子存储层的SOI-LIGBT
        3.3.1 器件结构和工作原理
        3.3.2 反向耐压特性
        3.3.3 I-V特性
        3.3.4 瞬态特性
        3.3.5 短路特性
        3.3.6 可行性工艺步骤
    3.4 本章小结
第四章 具有内嵌肖特基二极管的RC-LIGBT的研究
    4.1 研究背景
    4.2 器件结构和工作原理
    4.3 电流-电压特性
        4.3.1 阻断特性
        4.3.2 输出特性
        4.3.3 短路特性(SCSOA)
    4.4 瞬态特性
        4.4.1 反向恢复特性
        4.4.2 关断特性
    4.5 工艺可行性
    4.6 本章小结
第五章 全文总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3665665