現(xiàn)今社會電能的主要來源依舊是不可再生資源,電力電子技術(shù)作為一種旨在提高電能傳輸和利用效率的技術(shù),可以有效的減少資源消耗。絕緣柵雙極型晶體管（Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT）作為一款在電力電子器件發(fā)展史上里程碑似的器件,結(jié)合了MOSFET驅(qū)動功率小、開關(guān)速度快和雙極型器件導(dǎo)電能力強(qiáng)等特點(diǎn)。電力電子系統(tǒng)模塊化、復(fù)合化和微型化的進(jìn)程又促進(jìn)了橫向可集成IGBT（Lateral IGBT,LIGBT）的研究和應(yīng)用。但是傳統(tǒng)LIGBT作為一種雙極型器件,由于漂移區(qū)極高濃度的載流子,其關(guān)斷損耗(E_OFF)顯著高于單極型器件。并且,由于LIGBT的電流能力強(qiáng),其應(yīng)具有較高短路安全工作特性以防止器件燒毀。除此之外,解決反向?qū)↖GBT（Reverse Conducting IGBT,RC-IGBT）所存在電壓折回現(xiàn)象,也是IGBT研究的熱點(diǎn)之一。為了優(yōu)化LIGBT的關(guān)斷損耗E_OFF與導(dǎo)通壓降V_ON之間的折衷關(guān)系,提高其短路安全工作特性,并解決RC-LIGBT電壓折回的問題,本論文中開展了如下創(chuàng)... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：127 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 電力電子技術(shù)
    1.2 功率半導(dǎo)體器件簡介
    1.3 智能功率集成電路及其工藝實(shí)現(xiàn)
        1.3.1 智能功率集成電路簡介
        1.3.2 BCD工藝簡介
        1.3.3 SOI工藝簡介
    1.4 表面橫向耐壓區(qū)的優(yōu)化
        1.4.1 場板和結(jié)終端擴(kuò)展技術(shù)以及OPTVLD理論
        1.4.2 降低表面電場強(qiáng)度技術(shù)
        1.4.3 SOI RESURF技術(shù)
    1.5 橫向IGBT的研究現(xiàn)狀
        1.5.1 傳統(tǒng)IGBT結(jié)構(gòu)及其工作原理介紹
        1.5.2 橫向IGBT的結(jié)構(gòu)優(yōu)化
    1.6 小結(jié)
    1.7 本論文的主要研究工作
第二章 具有自偏置nMOS的 SOI-LIGBT的研究
ON與關(guān)斷損耗E_OFF的分析">    2.1 LIGBT導(dǎo)通電壓V_ON與關(guān)斷損耗E_OFF的分析
ON和 E_OFF的關(guān)系">        2.1.1 LIGBT漂移區(qū)載流子分布與V_ON和 E_OFF的關(guān)系
OFF的影響">        2.1.2 LIGBT漂移區(qū)內(nèi)p型摻雜區(qū)域?qū)_OFF的影響
    2.2 具有自偏置n MOS的 SOI-LIGBT
        2.2.1 器件的結(jié)構(gòu)與原理
        2.2.2 器件特性的仿真
            2.2.2.1 自偏置n MOS的柵壓波形變化
            2.2.2.2 器件穩(wěn)態(tài)電學(xué)特性
            2.2.2.3 器件瞬態(tài)電學(xué)特性
            2.2.2.4 LIGBT-Pro的關(guān)斷損耗-導(dǎo)通壓降折衷關(guān)系
            2.2.2.5 p-top區(qū)摻雜濃度的影響
            2.2.2.6 自偏置n MOS閾值電壓的影響
        2.2.3 制造工藝流程
    2.3 小結(jié)
第三章 具有二極管鉗位的SOI-LIGBT的研究
    3.1 n型載流子存儲層對器件特性的影響
    3.2 具有二極管鉗位的SOI-LIGBT
        3.2.1 器件的結(jié)構(gòu)與原理
        3.2.2 器件特性的仿真
            3.2.2.1 器件的耐壓特性
            3.2.2.2 器件穩(wěn)態(tài)電學(xué)特性
            3.2.2.3 器件瞬態(tài)電學(xué)特性
            3.2.2.4 關(guān)斷損耗-導(dǎo)通壓降折衷關(guān)系
            3.2.2.5 p-top區(qū)摻雜濃度的影響
    3.3 小結(jié)
第四章 具有自偏置pMOS鉗位的SOI-LIGBT的研究
    4.1 具有自偏置pMOS鉗位的SOI-LIGBT
        4.1.1 器件的結(jié)構(gòu)與原理
        4.1.2 器件特性的仿真
            4.1.2.1 器件的耐壓特性
            4.1.2.2 器件穩(wěn)態(tài)電學(xué)特性
            4.1.2.3 器件瞬態(tài)電學(xué)特性
            4.1.2.4 關(guān)斷損耗-導(dǎo)通壓降折衷關(guān)系
            4.1.2.5 自偏置pMOS閾值電壓的影響
            4.1.2.6 p-top區(qū)摻雜濃度的影響
        4.1.3 制造工藝流程
    4.2 小結(jié)
第五章 具有正反并聯(lián)二極管的RC-LIGBT的研究
    5.1 RC-IGBT的工作原理以及各種改進(jìn)結(jié)構(gòu)簡介
        5.1.1 RC-IGBT的工作原理
        5.1.2 RC-IGBT的各種改進(jìn)結(jié)構(gòu)
    5.2 具有正反并聯(lián)二極管的RC-LIGBT
        5.2.1 器件的結(jié)構(gòu)與原理
        5.2.2 器件特性的仿真
            5.2.2.1 器件的耐壓特性
            5.2.2.2 器件的穩(wěn)態(tài)電學(xué)特性
            5.2.2.3 器件瞬態(tài)電學(xué)特性
            5.2.2.4 器件的關(guān)斷損耗-導(dǎo)通壓降折衷關(guān)系
            5.2.2.5 器件的反向恢復(fù)電荷-導(dǎo)通壓降折衷關(guān)系
        5.2.3 制造工藝流程
    5.3 小結(jié)
第六章 全文總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間取得的成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]SOI材料的發(fā)展歷史、應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展新趨勢(上)[J]. 陳猛,王一波.  中國集成電路. 2007(07)
[2]具有動態(tài)控制陽極短路結(jié)構(gòu)的高速IGBT(英文)[J]. 楊洪強(qiáng),陳星弼.  半導(dǎo)體學(xué)報(bào). 2002(04)
[3]硅中注H+的退火行為及智能剝離SOI新材料的微結(jié)構(gòu)分析[J]. 張苗,林成魯,陳立凡,王魯閩,K．Gutjahr,U．M．Gosele.  固體電子學(xué)研究與進(jìn)展. 1998(02)



本文編號：2906857