隨著大功率半導(dǎo)體器件在軌道交通、智能電網(wǎng)、新能源及消費(fèi)級電子產(chǎn)品等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,對器件性能和可靠性的要求也越來越高。為了進(jìn)一步降低大功率器件的通態(tài)損耗并提高可靠性,本文提出了一種電子注入增強(qiáng)型雙模式MOS控制晶閘管(IE-Bi-MCT)新結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)是將IGBT中的載流子存儲(CS)層引入基極電阻控制晶閘管(BRT)中,在降低通態(tài)壓降的同時(shí),具有更強(qiáng)的電流關(guān)斷能力,并可以有效抑制BRT中的snapback現(xiàn)象,避免了 IGBT的閂鎖效應(yīng)。主要研究內(nèi)容如下:1.以6.5kV電壓等級為例,分析了 IE-Bi-MCT的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與工作原理;利用TCAD軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)建模,通過分析新器件內(nèi)部的載流子濃度分布、電流密度分布及電場強(qiáng)度分布等,研究了其阻斷、開通、導(dǎo)通、關(guān)斷機(jī)理和特性。結(jié)果表明,新器件阻斷時(shí)需要在柵極施加負(fù)偏壓;導(dǎo)通時(shí)柵極施加正偏壓可以按IGBT和晶閘管雙模式工作,即使除去柵極正偏壓,仍可按晶閘管單模式工作;關(guān)斷時(shí)柵極施加負(fù)偏壓,可以關(guān)斷較大的陽極電流。2.對比分析了 IE-Bi-MCT和BRT的I-V特性,并對snapback現(xiàn)象及其抑制機(jī)理進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,新器件可以有效抑制s...

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-2注入增強(qiáng)型

1緒論32015年本課題組提出了一種含有nCS的溝槽-平面復(fù)合柵IGBT（CarrierStoragelayerTrench-plannerIGBT，CS-TP-IGBT），結(jié)構(gòu)如圖1-2（a）。該結(jié)構(gòu)中存在TP-IGBT和nCS層兩種IE效應(yīng)作用機(jī)制，使IE效應(yīng)增強(qiáng)。為了進(jìn)一步....

圖1-3RET-IGBT結(jié)構(gòu)示意圖

明RET-IGBT的電壓等級可達(dá)到3.3kV，各性能均優(yōu)于傳統(tǒng)IGBT結(jié)構(gòu)[16]。但該結(jié)構(gòu)能否在更高電壓領(lǐng)域的可行性尚未被驗(yàn)證。2017年電子科技大學(xué)提出一種新型耐壓等級為700V的具有電子注入的IGBT（IGBTwithelectroninjection，EI-IGBT），結(jié)....

圖1-4EI-IGBT的結(jié)構(gòu)示意圖

锏?.3kV，各性能均優(yōu)于傳統(tǒng)IGBT結(jié)構(gòu)[16]。但該結(jié)構(gòu)能否在更高電壓領(lǐng)域的可行性尚未被驗(yàn)證。2017年電子科技大學(xué)提出一種新型耐壓等級為700V的具有電子注入的IGBT（IGBTwithelectroninjection，EI-IGBT），結(jié)構(gòu)如圖1-4所示。該結(jié)構(gòu)是在P基....

圖1-7HK-CSTBT的結(jié)構(gòu)示意圖

西安理工大學(xué)碩士學(xué)位論文4圖1-7HK-CSTBT的結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1-7SchematicdiagramoftheHK-CSTBTstructure此外，還提出一種具有極高注入增強(qiáng)能力的柵極場板IGBT（gatefieldplateIGBT，GFP-IGBT），如圖1-5所示....

本文編號：3968297