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静电感应晶闸管的研制

作　者: 张荣
导　师: 刘肃
学　校: 兰州大学
专　业: 微电子与固体电子学
关键词: 静电感应晶闸管负阻转折分步刻槽
分类号: TN341
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 63次
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内容摘要

静电感应晶闸管SITH(Static Induction Thyristor)是一种新型功率器件,与其它电力器件相比有一系列突出的优点:首先是用栅极可强迫关断,同时具有高耐压、大电流、低压降、低功耗、高速度、优良的动态性能等。应用前景十分广阔,因而受到人们的广泛关注。本论文的研究工作是结合兰州市十五科技攻关项目“电力静电感应器件的研制”而展开的,主要内容如下:论文系统地阐述了SITH的作用理论,介绍了SITH的结构、I-V特性、电流传输机制及势垒的形成。对于SITH的负阻转折特性进行了研究,分析了导致负阻现象产生的主要物理效应。分步刻槽法的应用,实现了隔断槽、台面槽与栅电极孔刻蚀,深度各不相同却能同时刻蚀,且深槽刻蚀逐步加深,不必一次刻蚀到要求的深度,更有利于保护管芯表面和槽台造型。通过实验选择腐蚀液的配比,并确定了最佳的刻蚀深度和工艺。制定了SITH的工艺流程,数次的制管实验结果,给出了正常特性所满足的工艺条件,该结果距离理想的I-V特性仅需要微调。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章概论  8-11
  1.1 引言  8-9
  1.2 静电感应器件研究现状  9-11
第二章静电感应晶闸管的作用机理  11-20
  2.1 静电感应晶闸管的典型结构  11-14
  2.2 I-V特性  14-20
    2.2.1 正向导通  16-17
    2.2.2 正向阻断  17-20
第三章静电感应晶闸管负阻特性分析  20-30
  3.1 负阻现象基本描述  20-21
  3.2 电导调制效应  21-22
  3.3 空间电荷效应和复合效应  22-25
  3.4 载流子寿命变化  25-28
  3.4 结论  28-30
第四章台面刻蚀和挖槽工艺  30-45
  4.1 台面刻蚀对器件I—V特性的影响  30-33
  4.2 沟槽刻蚀对器件特性I-V的影响  33-35
  4.3 刻蚀深度  35-37
  4.4 蚀液的配比  37-41
  4.5 艺顺序及分步刻槽法的提出  41-45
第五章制造工艺和参数调节  45-67
  5.1 SITH的参数设计与选取  45-54
    5.1.1 沟道厚度  45-50
    5.1.2 沟道长度  50-52
    5.1.3 栅体厚度  52
    5.1.4 沟道宽度  52-53
    5.1.5 材料选取  53-54
  5.2 SITH的工艺设计及参数调节  54-67
    5.2.1 版图设计  54-59
    5.2.2 工艺流程及实验结果  59-67
第六章结论  67-69
参考文献  69-72
致谢  72

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