SiC光触发晶闸管放大门极结构的设计与研究

发布时间：2025-02-05 15:36

　　宽禁带SiC以其优异的特性,成为制造超高压晶闸管的首选材料。SiC光触发晶闸管(LTT)因驱动电路简单、抗电磁干扰能力强,成为超高压、大电流的发展方向之一,放大门极结构是降低光触发功率密度的重要手段。而4H-SiC LTT传统电阻隔离放大门极结构存在可靠性差、面积利用率低等不足。为此,本文采用器件仿真手段,对沟槽隔离型放大门极结构进行设计和改进,并对沟槽-pn结隔离放大门极结构的SiC LTT原理、器件特性、放大门极隔离区的钝化层界面电荷及γ辐照特性进行了深入的仿真研究。主要研究内容和结果如下:1.对沟槽隔离型放大门极结构进行了改进研究。针对沟槽隔离型放大门极结构因沟槽底部易提前击穿,使得SiC LTT击穿电压未能达到要求,采用弧形沟槽隔离型和沟槽-pn结隔离型放大门极结构对其进行了改进。通过数值仿真发现,优化弧形沟槽隔离型放大门极结构的沟槽弧度为2.44rad时,SiC LTT击穿电压约为理论击穿电压的73.1%;结合实际工艺,优化沟槽-pn结隔离放大门极结构的沟槽结深为0.8μm、沟槽底部n型区掺杂浓度为1×1017cm-3时,SiC LTT的击穿电压约为理论击穿电压的98.4%;故...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1晶闸管二维结构图

1绪论3光触发。他们用SensorElectronicTechnology公司波长为330nm和340nm的UVTOPLEDs来触发5.7kV的晶闸管，由于LED的输出功率相对较低，所以用四个LED集中来触发器件，光脉冲宽度为20μs[8]。图1-1和图1-2分别为所用到的晶闸管....

图1-2四个UVLED触发晶闸管实物图

1绪论3光触发。他们用SensorElectronicTechnology公司波长为330nm和340nm的UVTOPLEDs来触发5.7kV的晶闸管，由于LED的输出功率相对较低，所以用四个LED集中来触发器件，光脉冲宽度为20μs[8]。图1-1和图1-2分别为所用到的晶闸管....

图1-318kV级光触发晶闸管(a)截面图；(b)俯视图

1绪论3光触发。他们用SensorElectronicTechnology公司波长为330nm和340nm的UVTOPLEDs来触发5.7kV的晶闸管，由于LED的输出功率相对较低，所以用四个LED集中来触发器件，光脉冲宽度为20μs[8]。图1-1和图1-2分别为所用到的晶闸管....

图1-412kV级光触发晶闸管截面图

得短基区电阻较大，辅助晶闸管导通后电子会从放大门极金属流过到达n+门极，进而开通主晶闸管，此时放大门极发挥作用。总而言之，若采用图1-3(a)这种结构的晶闸管，则晶闸管的横向尺寸必须足够大才能使放大门极起作用，这使得晶闸管的面积利用率大大降低。2014年，俄罗斯科学院的SLRum....

本文编号：4030065