絕緣柵雙極型晶體管（Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT）兼顧雙極結型晶體管和金屬氧化物場效應管的優(yōu)點,易控制,導通電壓低、電流密度大,擊穿電壓高,是目前最重要的功率半導體器件之一。與集成電路和SOI（Silicon-on-Insulator）技術結合后形成的SOI橫向絕緣柵雙極型晶體管（Lateral Insulated Gate Bipolar Transistor,LIGBT）,可以實現(xiàn)集成度更高、功耗更低、隔離性能更好的微電子系統(tǒng),在電源管理、各種電子設備驅動、智能開關等領域應用廣泛。LIGBT的市場需求非常強勁,但它的技術長期被國外少數(shù)企業(yè)壟斷,在國家大力發(fā)展半導體行業(yè)的政策支持背景下,對高性能LIGBT的研究很有意義。高性能LIGBT需要更高的關斷速度、更低的關斷功耗、更小的導通電壓、更高的電流密度。本文研究短路陽極結構發(fā)生負阻現(xiàn)象與陽極區(qū)電阻的關系,針對關斷功耗與導通電壓的折中關系,研究器件感性負載關斷時非平衡載流子與漂移區(qū)埋層的關系,研究導通時器件閂鎖觸發(fā)和退出的機理,據此分別提出三類新結構,來提升LIGBT的性能。本論文的創(chuàng)新點... 

【文章頁數(shù)】：113 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 功率半導體器件概述
    1.2 LIGBT發(fā)展和技術
        1.2.1 陰極工程
        1.2.2 漂移區(qū)工程
        1.2.3 陽極工程
    1.3 主要工作和創(chuàng)新點
第二章 陽極區(qū)改進結構SOI-LIGBT
    2.1 具有L型抽取路徑的SOI-LIGBT
        2.1.1 器件結構
        2.1.2 工作機理
        2.1.3 結果分析
        2.1.4 制備工藝流程
    2.2 具有雙L型抽取路徑的SOI-LIGBT
        2.2.1 器件結構
        2.2.2 工作機理
        2.2.3 結果分析
        2.2.4 制備工藝流程
    2.3 本章小結
第三章 漂移區(qū)改進結構SOI-LIGBT
    3.1 具有橫向變摻雜埋層的SOI-LIGBT
        3.1.1 器件結構
        3.1.2 關斷機理
        3.1.3 結果分析
        3.1.4 制備工藝流程
    3.2 具有橫向變摻雜埋層的TG SOI-LIGBT
        3.2.1 器件結構
        3.2.2 關斷機理
        3.2.3 結果分析
        3.2.4 制備工藝流程
    3.3 本章小結
第四章 陰極區(qū)改進結構SOI-LIGBT
    4.1 器件結構
    4.2 工作機理
        4.2.1 通態(tài)線性區(qū)工作機理
        4.2.2 通態(tài)飽和區(qū)工作機理
    4.3 結果分析
        4.3.1 正向導通特性
        4.3.2 各參數(shù)對器件正向伏安特性的影響
        4.3.3 正向擊穿特性
        4.3.4 關斷特性
        4.3.5 關斷功耗與導通電壓之間的折中關系
        4.3.6 與其它器件的特性比較
    4.4 制備工藝流程
    4.5 本章小結
第五章 總結與展望
    5.1 全文總結
    5.2 后續(xù)工作展望
參考文獻
附錄1 攻讀博士學位期間撰寫的論文
附錄2 攻讀博士學位期間參加的科研項目
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]A dual-gate and dielectric-inserted lateral trench insulated gate bipolar transistor on a silicon-on-insulator substrate[J]. 付強,張波,羅小蓉,李肇基.  Chinese Physics B. 2013(07)
[2]功率半導體器件與功率集成技術的發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J]. 孫偉鋒,張波,肖勝安,蘇巍,成建兵.  中國科學:信息科學. 2012(12)



本文編號：3716687