检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：骆俊毅电子科技大学

学位级别：硕士

超结(Super junction)MOSFET因其导通电阻低,开关速度快,特别适合应用在全桥和半桥电路中,在直流充电桩和大功率电源领域应用广泛。相比于传统功率VDMOS(Vertical Diffused MOSFET)器件,超结MOSFET具有更优的击穿电压与比导通电阻折衷关... 详细信息

超结(Super junction)MOSFET因其导通电阻低,开关速度快,特别适合应用在全桥和半桥电路中,在直流充电桩和大功率电源领域应用广泛。相比于传统功率VDMOS(Vertical Diffused MOSFET)器件,超结MOSFET具有更优的击穿电压与比导通电阻折衷关系,但其结构不可避免地使寄生体二极管结面积增大,导致超结MOSFET的反向恢复特性变得更差。超结MOSFET的软度因子S(Softness factor)更小,容易引起电路振荡或电压过冲造成失效,限制了超结MOSFET应用在更高频率的系统中。因此,超结器件的体二极管优化已成为业内普遍关注的问题。本文首先介绍了超结MOSFET的发展概况,从应用与市场需求角度阐述了对超结MOSFET的体二极管进行优化的研究意义,介绍了体二极管优化的超结MOSFET国内外研究现状。然后从理论着手,介绍了超结MOSFET的工作原理,对其主要的动静态参数进行了分析。从载流子浓度分布随时间的变化角度分析了其寄生体二极管的反向恢复原理,推导出影响反向恢复特性的外部因素和内部因素,再从理论分析中总结出优化超结器件的体二极管反向恢复特性的方法。然后基于理论分析结果,利用仿真软件对超结MOSFET元胞进行了仿真优化,并对超结终端进行了仿真设计,得到符合设计需求的超结终端。随后研究了P柱(P-Pillar)注入剂量、载流子寿命(Carrier Lifetime)和N型缓冲层(N-Buffer)对体二极管反向恢复特性的影响,确定了本次设计的优化方向。进一步的,基于仿真结果和公司成熟的工艺平台,对本次设计的超结MOSFET进行了工艺流程设计,确定工艺流程后通过实验对关键工艺参数进行优化,以电子辐照的剂量、辐照后退火温度和时间为自变量进行拉偏,研究了辐照相关工艺对反向恢复特性的影响,验证了仿真结果,确定了工艺容差,得到优化的工艺流程及相关工艺参数。最后按照优化后的工艺流程进行晶圆制备,并对晶圆进行划片和封装。封装完成后对成品的静态参数和反向恢复参数进行测试,并与未优化的原始超结MOSFET进行参数对比。最终得到的成品各项参数均满足设计指标,与原始结构相比,静态参数相当,反向恢复时间降低34%,软度因子提高91%。

关键词：超结MOSFET 体二极管反向恢复载流子寿命控制

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

SiC MOSFET器件栅极与体二极管耦合条件下的退化和失效机理研究

SiC MOSFET器件栅极与体二极管耦合条件下的退化和失效机理研究

引用

作者：孟鹤立华北电力大学(北京)

学位级别：博士

近年来,随着新能源汽车、航空和电力传输等行业的发展,对电力电子装置的性能也提出了新的要求,功率半导体器件作为电力电子装置的关键部件成为了关注的重点。目前应用最为广泛的硅(Silicon,Si)基半导体得益于其稳定的特性、成熟的工艺... 详细信息

近年来,随着新能源汽车、航空和电力传输等行业的发展,对电力电子装置的性能也提出了新的要求,功率半导体器件作为电力电子装置的关键部件成为了关注的重点。目前应用最为广泛的硅(Silicon,Si)基半导体得益于其稳定的特性、成熟的工艺和低廉的价格成为市场的主力。然而由于材料自身的特性,Si功率器件已经发展到瓶颈,很难实现创新突破。以碳化硅(Silicon Carbide,SiC)为代表的宽禁带半导体得益于其耐高温、耐高电压、高频和高功率密度等特性,具有广阔的应用空间。然而由于工艺的不成熟,SiC器件仍然存在诸多行业难题,这为严苛工况下的可靠应用带来了挑战。其中,第三象限下SiC材料的金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET)可靠性便是业界关注的重点之一,也是限制其长期可靠应用的关键。当SiC MOSFET器件工作于第三象限时,由于感性负载的存在,需要一个通路续流,通常使用可靠性较高的外置反并联二极管。随着工艺进步,SiC MOSFET体二极管有望取代外置反并联二极管作为续流通路,从而降低封装难度和成本,进一步提高功率密度。在极端工作条件下,续流通路可能会面临浪涌电流,其引发的大能量冲击会导致器件失效,造成严重的经济损失。可靠性高的续流器件能够有效地消散浪涌能量而不会出现故障,从而为电力系统提供更高的安全裕度。因此,SiC MOSFET器件第三象限下的可靠应用至关重要。由于体效应的存在,第三象限下SiC MOSFET器件的栅极与体二极管存在耦合关系,想要深入探究SiC MOSFET器件第三象限下的可靠性就必须对体二极管可靠性和栅极可靠性及其两者间的耦合关系进行研究。本文的主要研究内容和创新性成果如下:探究了 SiC MOSFET器件电-热应力下的栅极退化机理。提出了能够同时监测阈值电压和栅极漏电流的高温栅偏测试技术,并搭建了相应测试平台,揭示了电-热应力对阈值电压和栅极漏电流的影响规律,解释了阈值电压和漏电流的退化机理,分析了阈值电压漂移对电路性能的实际影响,探究了栅极漏电流下降机理,给出了可靠性测试中栅极漏电流失效基准值选取的建议,揭示了电-热应力下阈值电压和栅极漏电流之间的耦合关系。探究了外置反并联二极管浪涌电流下的退化和失效机理。提出了能够同时监测电压、电流、结温和封装特性的浪涌电流测试技术,并搭建了相应测试平台,探究了浪涌电流下二极管的电压曲线和I-V特性曲线特征,分析了浪涌电流下二极管的温度曲线与功耗关系,揭示了浪涌电流下二极管的失效温度,获得了封装特性变化过程,构建了电特性、热特性和封装特性之间的关系,解释了I-V特性曲线与金属层融化的联系,阐明了浪涌电流下二极管的失效和老化机理。探究了 SiC MOSFET器件栅极与体二极管耦合条件下的浪涌电流退化和失效机理。获得了体二极管退化和失效过程中电特性、热特性和封装特性的相关数据,揭示了体二极管封装特性与电特性之间的关系,指出了体二极管在浪涌电流下的失效温度,解耦了体二极管的封装特性对电参数的影响,指出了栅极关断电压对浪涌能力的影响,探究了浪涌电流下栅极退化的机理,探究了栅极与体二极管耦合条件下的退化和失效机理,讨论了不同失效模式下的机理。提出了基于栅极与体二极管耦合关系的新型栅极退化表征方法——体效应阈值电压(VTH(body))法。建立了理论模型描述VTH(body)和栅极退化之间的关系,提出了在栅极电压开关过程中得到VTH(body)的方法,揭示了测试参数对VTH(body)的影响规律,提出了能测量VTH(body)的高温栅偏测试技术,证明了 VTH(body)的实用价值,验证了非恒温环境下的测量效果,对比了VTH(body)与其他栅极退化表征电参数的性能。

关键词：金属氧化物半导体场效应晶体管碳化硅可靠性栅氧层二极管体二极管

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

单粒子辐射导致的VDMOS体二极管反向I-V曲线蠕变现象研究

引用

电子元件与材料 2022年第10期41卷 1053-1059页

作者：吴玉舟李泽宏李陆坪任敏李肇基电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室四川成都610054

单粒子辐射后,VDMOS器件体二极管反向I-V曲线发生蠕变的特殊失效现象被首次观察到。室温下,当VDMOS的栅极浮空,漏极电压加到一定值时(远低于VDMOS击穿电压),漏电流增大,体二极管I-V曲线开始漂移并最终稳定,形成电阻型曲线。通过测试VDMO... 详细信息

单粒子辐射后,VDMOS器件体二极管反向I-V曲线发生蠕变的特殊失效现象被首次观察到。室温下,当VDMOS的栅极浮空,漏极电压加到一定值时(远低于VDMOS击穿电压),漏电流增大,体二极管I-V曲线开始漂移并最终稳定,形成电阻型曲线。通过测试VDMOS器件及其体二极管辐射后的电参数,分析漏电流的产生原因,研究体二极管反向I-V曲线发生蠕变现象的失效机制,并提出基于界面态、中性空穴陷阱,包括空穴激发、多级空穴俘获和能带隧穿机制的空穴迁移模型。基于该模型给出了单粒子辐射导致的VDMOS体二极管漏电流的表达式。此外,通过温度实验和漏极应力实验来验证空穴迁移模型。

关键词：蠕变体二极管反向I-V曲线单粒子辐射中性空穴陷阱空穴迁移

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

SiC MOSFET体二极管反向恢复振荡机理研究与抑制

SiC MOSFET体二极管反向恢复振荡机理研究与抑制

引用

作者：薛璐洁东南大学

学位级别：硕士

碳化硅(SiC)功率MOSFET具有低导通电阻、高开关速度以及高工作温度等优势,被广泛应用于功率逆变器和整流器中。然而SiC MOSFET体二极管在电路应用中存在一定的反向恢复损耗,而且随着SiC MOSFET电压等级和开关速度的不断提升,体二极管反... 详细信息

碳化硅(SiC)功率MOSFET具有低导通电阻、高开关速度以及高工作温度等优势,被广泛应用于功率逆变器和整流器中。然而SiC MOSFET体二极管在电路应用中存在一定的反向恢复损耗,而且随着SiC MOSFET电压等级和开关速度的不断提升,体二极管反向恢复过程中由寄生元件引起的电流与电压振荡愈发严重,这逐渐成为限制碳化硅器件在高压、高频领域应用的关键因素。因此,研究SiC MOSFET体二极管在反向恢复中的振荡行为具有重要意义。本文探究了半桥电路中SiC MOSFET体二极管反向恢复振荡的机理。首先,明确了反向恢复振荡的初始条件,揭示了反向恢复振荡的本质原因是电路中的电阻、电容和电感元件引起的RLC二阶电路谐振;随后,根据器件封装形式建立了有无源极寄生电感的两种RLC二阶电路等效模型;然后,结合振荡的初始条件推导了反向恢复电压与电流振荡方程,阐述了模型参数对电压振荡幅值与振荡持续时间的影响,并定性分析了栅极驱动回路参数和功率回路参数对SiC MOSFET体二极管反向恢复振荡的影响。本文研究明确了不同外部电路条件和器件内部参数对反向恢复振荡的影响,包括负载电流、母线电压、续流管栅压、续流管输出电容、温度、开关管栅阻等。研究发现:随着负载电流、续流管输出电容与温度的增加,反向恢复振荡加剧;续流管栅压在负压关断下的反向恢复振荡比零压关断更为严重;开关管栅阻增加,反向恢复振荡减缓;不同母线电压对反向恢复振荡影响不明显。此外,基于SiC MOSFET体二极管反向恢复振荡的机理研究,本文提出了抑制反向恢复振荡的方案,包括在器件级的优化中调整P型体区底部掺杂、元胞尺寸和终端区结构,在电路级的优化中增加RC缓冲器和选用集成肖特基二极管的SiC MOSFET器件。对不同方案的优化效果进行了综合比较,结果显示,在电路中增加RC缓冲器为最佳方案,可以实现振荡尖峰抑制10%,振荡持续时间缩短76%,为SiC MOSFET体二极管反向恢复振荡的研究提供了指导。

关键词： SiC MOSFET 体二极管反向恢复振荡 RLC电路

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

高压碳化硅MOSFET体二极管温度特性研究

高压碳化硅MOSFET体二极管温度特性研究

引用

作者：解佳腾华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

碳化硅(SiC)MOSFET器件具有高开关频率、低开关损耗、高运行结温等优良特性,近年来更是广受关注,相继有不同电压等级的SiC MOSFET产品应用于变流器、电信设备电源、电动汽车、风力发电等场景中。然而由于SiC MOSFET体二极管在器件开关... 详细信息

碳化硅(SiC)MOSFET器件具有高开关频率、低开关损耗、高运行结温等优良特性,近年来更是广受关注,相继有不同电压等级的SiC MOSFET产品应用于变流器、电信设备电源、电动汽车、风力发电等场景中。然而由于SiC MOSFET体二极管在器件开关过程中,存在一定的反向恢复损耗,尤其是高温情况下,反向恢复电流引起了极大的电流过冲和开通损耗,给器件的实际工程应用带来了巨大的挑战。所以揭示体二极管温度特性变化规律,优化体二极管常、高温反向恢复特性对于降低SiC MOSFET芯片功耗、提升可靠性具有重要意义。本文建立了体二极管温度特性模型,并基于双脉冲实验测试平台对高压SiC MOSFET模块体二极管反向恢复特性进行研究,验证了温度、负载电流水平对体二极管特性的影响规律。基于Sentaurus TCAD半导体仿真软件,提出了新型沟道二极管SiC MOSFET结构的设计,降低了器件开通电流过冲和开通损耗,提高了应用可靠性。首先,分析了 SiC MOSFET体二极管特性及其反向恢复特性优化方法的国内外研究现状,阐述了体二极管优化意义,针对于当前体二极管优化方法进行研究。其次,研究了 SiC MOSFET工作原理与体二极管静动态特性,建立了体二极管与沟道电流竞争机制的第三象限导通模型,从少数载流子时空分布角度建立了 SiC MOSFET体二极管的反向恢复模型,着重研究了影响体二极管反向恢复特性的外因和内因。第三,优化设计了 6.5kV SiC平面栅MOSFET二维元胞结构,基于Sentaurus TCAD的Mixed-Model模块搭建了联合器件仿真电路,结合理论与实验结果,得到了载流子寿命、温度对二极管反向恢复特性的影响规律。最后,针对SiC MOSFET第三象限特性较差以及反向恢复电流过冲的问题,将硅基与超结MOSFET体二极管优化方法应用到SiC MOSFET器件中,在平面栅SiC MOSFET的基础上优化设计了内置沟道二极管的SiC MOSFET器件,建立一维势垒模型,对影响沟道二极管开启电压的掺杂浓度及尺寸进行优化。

关键词： SiC MOSFET 体二极管反向恢复特性沟道二极管

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

功率VDMOSFET体二极管的优化研究

功率VDMOSFET体二极管的优化研究

引用

作者：向军利电子科技大学

学位级别：硕士

随着电子技术的迅速发展,为适应各种快速微处理器、便携式电子产品和服务器供电的需求,低电压大电流输出变换器的研究成为十分重要的课题之一。在低电压大电流输出的情况下,使用一般的二极管整流,整流损耗占了变换器总损耗的一半以上,... 详细信息

随着电子技术的迅速发展,为适应各种快速微处理器、便携式电子产品和服务器供电的需求,低电压大电流输出变换器的研究成为十分重要的课题之一。在低电压大电流输出的情况下,使用一般的二极管整流,整流损耗占了变换器总损耗的一半以上,很难达到高效率。使用同步整流技术则可以较大地减少整流损耗,从而提高变换器的效率。不管采用那种同步整流技术,都是通过使用低导通电阻的MOSFET替代输出侧的整流二极管,以最大限度地降低整流损耗。而VDMOSFET作为功率MOS 器件的主流在同步整流电路里面得到了广泛的应用。同步整流电路中功率VDMOS 的导通电阻是导致功率损失的原因之一。但是在高效率的功率转换器中,导致功率损失的另外一个主要原因是功率VDMOS 的体二极管。为了提高整流器的转换效率,本文在充分了解功率VDMOSFET 器件发展状况、分析VDMOSFET 器件工作原理的基础上对功率VDMOSFET 体二极管进行了优化设计。主要工作可概括为以下三个方面: 1、从调整器件参数方面来优化体二极管,在不改变工艺流程的前提下,得到了较为满意的结果。反向恢复电荷减少30%。具体内容在第三章中阐述。 2、从减小少子注入的原理入手提出了一种改进的VDMOSFET 结构。此结构采用三极管分担电流从而减少体二极管反向恢复电荷。基于此思路,新结构VDMOSFET 反向恢复电荷减少36.7%。具体内容在第四章第一节中阐述。 3、从减小少子注入的原理入手提出了另一种改进的VDMOSFET 结构。此结构采用肖特基二极管分担电流从而减少体二极管反向恢复电荷。基于此思路,新结构VDMOSFET 反向恢复电荷减少40.8%。具体内容在第四章第二节中阐述。

关键词： VDMOSFET 同步整流体二极管反向恢复

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

超结VDMOS体二极管反向恢复鲁棒性研究及优化

超结VDMOS体二极管反向恢复鲁棒性研究及优化

引用

作者：童鑫东南大学

学位级别：硕士

超结垂直扩散金属氧化物半导体型场效应晶体管(Vertical-Diffused Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,VDMOS)导通电阻低、开关速度快、耐压效率高,在以电动汽车充电桩为代表的电力电子领域具有非常广阔的应用前景。电... 详细信息

超结垂直扩散金属氧化物半导体型场效应晶体管(Vertical-Diffused Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,VDMOS)导通电阻低、开关速度快、耐压效率高,在以电动汽车充电桩为代表的电力电子领域具有非常广阔的应用前景。电动汽车充电桩中所采用的桥式逆变电路要求超结VDMOS器件具备非常高的体二极管反向恢复鲁棒性。国内外关于超结VDMOS体二极管反向恢复的研究主要是从电路层面改善反向恢复特性,对于改善超结VDMOS器件自身体二极管反向恢复鲁棒性的研究很少,因此研究并提高超结VDMOS体二极管反向恢复鲁棒性具有重大意义。本文根据超结VDMOS体二极管反向恢复基本理论搭建测试与仿真平台。实测结果显示反向恢复过程中的电流变化率di/dt是影响超结VDMOS体二极管反向恢复失效的主要因素,且超结VDMOS体二极管反向恢复失效位于终端区。仿真结果显示超结VDMOS体二极管反向恢复过程中元胞区抽取过剩载流子速率远远超过终端区,进而终端区出现电流尖峰,导致终端区表面电场升高并引发动态雪崩,且di/dt越大,动态雪崩越严重。本文提出了一种动态场限环终端结构,能够有效抑制体二极管反向恢复过程中的电场尖峰,进而抑制动态雪崩,在保证超结VDMOS器件其他参数性能的基础上,提高了其体二极管反向恢复的鲁棒性。本文所提出并设计的超结VDMOS动态场限环终端结构基于650V深沟槽刻蚀工艺进行流片,测试结果显示,超结VDMOS体二极管反向恢复极限di/dt能力从72A/μs提高到320A/μs,其体二极管反向恢复鲁棒性提高了3.2倍,达到设计指标要求。

关键词：逆变电路超结VDMOS 体二极管反向恢复鲁棒性

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

1 200 V SiC MOSFET器件的体二极管抗浪涌能力研究

引用

机车电传动 2021年第5期 33-37页

作者：陈超李旭黄伟邓小川电子科技大学电子科学与工程学院四川成都610054 电子科技大学广东电子信息工程研究院广东东莞523808

对1 200 V碳化硅金属氧化物场效应晶体管(SiC MOSFET)(包括双沟槽型栅极结构、非对称沟槽型栅极结构和平面型栅极结构)的抗浪涌能力进行了试验测试分析与评估。其中,平面型SiC MOSFET展现出了最优的抗浪涌能力,最大浪涌电流密度峰值达到... 详细信息

对1 200 V碳化硅金属氧化物场效应晶体管(SiC MOSFET)(包括双沟槽型栅极结构、非对称沟槽型栅极结构和平面型栅极结构)的抗浪涌能力进行了试验测试分析与评估。其中,平面型SiC MOSFET展现出了最优的抗浪涌能力,最大浪涌电流密度峰值达到了35 A/mm^(2),而双沟槽型与非对称沟槽型SiC MOSFET的抗浪涌能力大致相等,分别为22 A/mm^(2)和25 A/mm^(2)。在经过最大浪涌电流后,3种SiC MOSFET器件的门极阈值电压、漏极电流和击穿电压均发生了失效,其失效原理均为热击穿而导致的三端短路。对比测试结果表明,平面型SiC MOSFET由于较少的栅氧化层缺陷而展现出良好抗浪涌电流能力,而双沟槽型SiC MOSFET由于浪涌应力下的沟道处泄漏电流导致更强的热效应,更容易在浪涌测试中发生失效。

关键词：浪涌能力碳化硅金属氧化物场效应晶体管浪涌失效机制体二极管

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

循环浪涌电流应力下1.2kV SiC MOSFET体二极管可靠性研究

循环浪涌电流应力下1.2kV SiC MOSFET体二极管可靠性研究

引用

作者：赖建锟西安电子科技大学

学位级别：硕士

SiC功率MOSFET作为一种重要的功率器件,由于简单的栅极驱动电路、高功率密度、低开关损耗和耐高温等优点,能有效降低功耗和系统尺寸,在电力电子中广泛应用。其中在新能源汽车逆变器、DC/DC变换器等应用中,SiC MOSFET体内寄生的Pi N二极... 详细信息

SiC功率MOSFET作为一种重要的功率器件,由于简单的栅极驱动电路、高功率密度、低开关损耗和耐高温等优点,能有效降低功耗和系统尺寸,在电力电子中广泛应用。其中在新能源汽车逆变器、DC/DC变换器等应用中,SiC MOSFET体内寄生的Pi N二极管因其具有极低的反向恢复电荷,能够作为续流二极管应用到电力系统中,从而简化外部单独并联一个二极管增加的电路规模和成本以及引入寄生电容电感。因此对SiC功率MOSFET体二极管的浪涌可靠性的研究成为简化系统提高系统可靠性的必要工作,本文以自设计和供应商Cree、Infineon、Rohm研制的1.2k V平面Ⅰ、Ⅱ型、非对称、双沟槽四款SiC MOSFET为研究对象,展开研究工作如下: （1）不同结构SiC MOSFET体二极管单次浪涌可靠性的研究。研究不同栅极偏置电压和温度下体二极管的正向导通特性,分析了器件单极或双极的工作模式以及不同栅电压下正向导通时的电流路径,给出器件单、双极工作模式下浪涌可靠性的变化,以及温度对器件浪涌能力的影响。揭示四种不同类型的SiC MOSFET器件的浪涌失效机制,并对其浪涌失效现象进行对比分析,通过Sentaurus TCAD软件建模器件和仿真浪涌电流的路径和分布情况,建立器件结构参数与浪涌可靠性的关联关系,得到优化器件体二极管浪涌能力的结构优化方向。同时结合静态参数变化和SEM测试对器件进行失效分析,明确热失控是浪涌失效原因,得到四种SiC MOSFET的失效具体机制。发现器件终端接地电极金属（与源极相连接的金属）的分布形状会在体二极管浪涌的过程中电流向源极引线流动时聚集,导致终端源极金属与源极汇合的区域的铝金属熔化并向栅极总线延展,导致栅源短接,影响器件特性。（2）不同结构SiC MOSFET体二极管的重复浪涌可靠性的研究,研究了不同温度和栅极偏压下器件重复浪涌可靠性退化趋势,基于静态参数RDS（ON）、VSD、VTH和IDSS之间的变化推导其耦合关系,结合栅漏电容、反向恢复特性的变化以及芯片形貌的损伤情况,推理出每种SiC MOSFET的复合退化机理,明确退化位置为栅极氧化层、漂移区和芯片外封装,综合分析了每种可能的退化机制的影响。研究表明,重复浪涌下栅氧化层俘获电荷会使器件阈值电压变小,导致制器件沟道常开,重复浪涌过程中会增加电流在沟道中流动的路径,加剧栅氧化层的退化,是器件退化、失效的最主要原因,同时双极退化和源极金属熔化等因素也是导致了SiC MOSFET电学参数退化甚至失效的重要原因,另外新发现芯片源极金属布局也会对SiC MOSFET的长期浪涌可靠性产生影响。本文采用TCAD仿真、动静态电学参数变化分析和器件结构物理剖析等联合分析方法,对不同结构的SiC MOSFET器件在浪涌应力下的可靠性进行了全面系统的单、重复次浪涌能力研究和评估,包括体二极管结构、工作模式、新的退化机制、新的退化机理等方面的分析,揭示了SiC MOSFET体二极管失效和退化的机理和原因,这些研究成果对电路设计和抗浪涌SiC MOSFET器件结构优化具有重要的参考和指导意义。

关键词： SiC MOSFET 体二极管浪涌可靠性失效分析重复浪涌

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

超结MOSFET的体二极管可靠性与优化研究

超结MOSFET的体二极管可靠性与优化研究

引用

作者：宋炳炎电子科技大学

学位级别：硕士

随着功率半导体技术的发展,超结器件（Super Junction）已经在中高压功率半导体器件领域被广泛采用,但是超结器件主要存在两个问题,其一是工艺实现难度较大,其二是由超结结构决定的其体内具有较大结面积的寄生体二极管,这会造成寄生体... 详细信息

随着功率半导体技术的发展,超结器件（Super Junction）已经在中高压功率半导体器件领域被广泛采用,但是超结器件主要存在两个问题,其一是工艺实现难度较大,其二是由超结结构决定的其体内具有较大结面积的寄生体二极管,这会造成寄生体二极管在反向恢复过程中峰值电流IRM（Reverse Recovery Current）相比传统MOSFET更大,软度因子更小,最终使得器件可靠性大大降低,而要解决这些问题,就要对超结MOSFET的体二极管进行相关优化,以提高其可靠性。首先,本论文从理论层面介绍了功率VDMOS的发展历程。着重介绍了超结MOSFET及体二极管的基本理论,具体包括超结MOSFET的工作原理、电学特性以及超结体二极管的反向恢复原理,从峰值电流IRM、软度因子S和反向恢复时间Trr（Reverse Recovery Time）三个参数详细解释了体二极管的反向恢复特性。然后结合超结MOSFET体二极管中的测试现象,探究了Super-junction VDMOS（以下简称超结MOSFET）的可靠性与其体二极管特性的关系。总结出造成器件失效的其中两种原因:IRM过冲和电压过冲,并深入分析了其机理。进一步的,通过仿真软件MEDICI,以P/N柱变掺杂、体二极管载流子寿命为自变量,探究各自对体二极管反向恢复参数的变化,总结出优化体二极管可靠性的最佳条件为:PN柱处于最优掺杂剂量点Q1、采用电子辐照使得载流子寿命适量降低。然后通过与其它公司合作加以实际器件测量,使仿真数据和实际测量数据进行对比验证结论。最后,根据前文得出的相关结论,提出漏端接触区具有P型岛区的创新性结构,并通过仿真软件MEDICI对其体二极管反向恢复进行针对性仿真,将所得参数与常规超结MOSFET相比较,最终得出可以使得反向恢复优化的结论。

关键词：超结MOSFET 体二极管反向恢复峰值电流过冲电压可靠性

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：

通借通还

建议与咨询 留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

请选择保存的检索档案： 新增检索档案 确定 取消

请选择收藏分类： 新增自定义分类 确定 取消

通借通还

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：