近年來,脈沖功率技術迅速發(fā)展。借助各種脈沖功率手段產(chǎn)生的高功率微波(High-Power Microwave,HPM)使得當前的電磁環(huán)境面臨日益惡化的嚴重威脅。電磁環(huán)境的日益復雜也使得電子系統(tǒng)和電子設備之中的功率半導體器件更容易受到HPM的干擾和毀傷。因此開展功率器件的HPM損傷效應研究具有重要的實際應用意義。目前在抗輻射微納電子學領域,功率UMOSFET的HPM損傷效應與機理、HPM損傷敏感參數(shù)以及抗HPM損傷效應的加固技術等方面的研究很少,因此亟待開展相關工作以應對新的挑戰(zhàn)。本文主要研究了分裂柵增強型功率UMOSFET(Split-Gate Enhanced UMOSFET,SGE-UMOSFET)的HPM損傷效應和抗輻射加固兩個方面的問題。以典型的普通SGE-UMOSFET為研究對象,采用理論分析與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,系統(tǒng)地研究了器件在HPM作用下的損傷效應和損傷機理,并且據(jù)此提出了基于P⁺源區(qū)擴展的抗HPM損傷效應器件加固新結(jié)構。與此同時,基于平衡器件基礎電學特性和可靠性的考慮,提出了具有雙層PN結(jié)的抗HPM損傷效應器件加固新結(jié)構。最后對新器件的結(jié)構參數(shù)...

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 功率UMOSFET發(fā)展歷史和現(xiàn)狀
    1.3 HPM損傷效應研究進展
    1.4 研究內(nèi)容與創(chuàng)新
    1.5 本文章節(jié)安排
第2章 HPM損傷效應基礎
    2.1 HPM概述
    2.2 HPM損傷效應
    2.3 電子系統(tǒng)的HPM損傷機理
        2.3.1 HPM與電子系統(tǒng)相互作用的耦合方式
        2.3.2 HPM對電子系統(tǒng)的干擾和損傷機制
    2.4 常見半導體器件的HPM損傷機理
    2.5 本章小結(jié)
第3章 分裂柵功率UMOSFET的HPM損傷效應與機理
    3.1 Silvaco TCAD軟件簡介
    3.2 SGE-UMOSFET的結(jié)構和基本特性
        3.2.1 器件的工作原理
        3.2.2 器件的基本電學特性
    3.3 HPM感應電壓的數(shù)學建模
    3.4 SGE-UMOSFET的HPM損傷效應模擬研究
        3.4.1 HPM作用下器件的溫度特性
        3.4.2 HPM作用下器件的損傷機理
        3.4.3 HPM頻率參數(shù)對器件損傷效應的影響
    3.5 本章小結(jié)
第4章 基于P⁺源區(qū)擴展的抗HPM損傷SGP-UMOSFET
    4.1 SGP-UMOSFET的結(jié)構和基本特性
        4.1.1 器件的結(jié)構參數(shù)
        4.1.2 器件的基本電學特性
    4.2 SGP-UMOSFET抗HPM損傷效應的加固原理
        4.2.1 影響寄生BJT開啟的器件結(jié)構參數(shù)
        4.2.2 HPM損傷效應的加固方法
    4.3 SGP-UMOSFET的HPM損傷效應模擬研究
    4.4 SGP-UMOSFET的結(jié)構參數(shù)優(yōu)化設計
        4.4.1 HPM作用下器件溫度特性的優(yōu)化
        4.4.2 器件擊穿特性與輸出特性的優(yōu)化
    4.5 本章小結(jié)
第5章 具有PNPN結(jié)構的抗HPM損傷SGPN-UMOSFET
    5.1 SGPN-UMOSFET的結(jié)構和基本特性
        5.1.1 器件的結(jié)構參數(shù)
        5.1.2 器件的基本電學特性
    5.2 SGPN-UMOSFET抗HPM損傷效應的加固原理
    5.3 SGPN-UMOSFET的HPM損傷效應模擬研究
        5.3.1 HPM作用下器件的溫度特性
        5.3.2 HPM作用下器件溝道處的電流密度分布
    5.4 SGPN-UMOSFET的結(jié)構參數(shù)優(yōu)化設計
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝



本文編號：3739495