SiC-IGBT注入增强型新结构的分析与设计

发布时间：2024-11-20 21:24

　　碳化硅绝缘栅双极晶体管（SiC IGBT）不仅具有SiC材料临界击穿场强大、击穿电压高、工作频率快等优点,而且还具备了IGBT器件易驱动、控制简便、导通压降小、损耗低等优势,从而成为了高压逆变器、柔性交流/直流输电系统等高压（≥10kV）大电流应用的理想器件。对于SiC IGBT而言,降低导通压降,改善导通压降与关断损耗之间的折中关系向来都是该领域的研究方向,所以基于此研究方向,本文开展了新型平面注入增强型SiC IGBT的研究工作,主要内容如下:1.提出了一种具有肖特基接触的平面注入增强型SiC IGBT（SiC IGBT with Schottky contact,SC-IGBT）结构。通过将发射极金属与P型基区的接触部分设置为肖特基接触,使得其形成的空穴势垒提高了SC-IGBT发射极一侧的载流子浓度,增强了电导调制效应,减小了导通压降,进而改善了导通压降与关断损耗之间的折中关系。结果表明:在100A/cm²的电流密度下,SC-IGBT的导通压降为5.78V,比Con-IGBT的导通压降6.60V降低了12.4%;在同样的导通压降6.44V下,SC-IGBT关断...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1沟槽栅型SiCP-IGBT器件结构

电子科技大学硕士学位论文2(2)禁带宽度大硅材料的禁带宽度是碳化硅材料的三分之一左右，因此，在相同的耐压等级下，碳化硅器件可以拥有更薄的漂移区厚度以及更高的漂移区掺杂浓度，使得器件拥有卓越的通态特性。此外，由于碳化硅材料禁带宽度大，使得其抗雪崩击穿和抗辐照能力也更强，从而可以广泛....

图1-2载流子分布对比图

第一章绪论32006年，Q.Zhang团队再一次提出了6kV平面栅SiCp-IGBT，在结构中形成了较高浓度的JFET区，较高浓度的JFET区虽然在一定程度上减小了器件的特征导通电阻，但是较低的空穴迁移率和电子寿命使得器件的特征导通电阻仍然高达570mΩ.cm2。2007年，具有....

图1-3CSL浓度对击穿电压的影响

第一章绪论32006年，Q.Zhang团队再一次提出了6kV平面栅SiCp-IGBT，在结构中形成了较高浓度的JFET区，较高浓度的JFET区虽然在一定程度上减小了器件的特征导通电阻，但是较低的空穴迁移率和电子寿命使得器件的特征导通电阻仍然高达570mΩ.cm2。2007年，具有....

图1-4平面型SiCCEL-IGBT器件结构

电子科技大学硕士学位论文42013年，具有载流子存储层的15kVSiCp-IGBT被Tadayoshi团队所提出，其结构如图1-4所示，实现了100A/cm2的电流密度下8.5V的导通压降。2017年，SiCAccumulationChannel(AC)IEGT结构被Zhengx....

本文编号：4012379