学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

高压功率器件结终端的设计研究

作　者: 陈立力
导　师: 亢宝位
学　校: 北京工业大学
专　业: 微电子学与固态电子学
关键词: 高压功率器件结终端设计研究终端结构偏移场结终端技术终端区 SUN工作站器件仿真工艺步骤
分类号: TN34
类　型: 硕士论文
年　份: 2000年
下　载: 313次
引　用: 4次
阅　读: 论文下载

内容摘要

本文利用简单的结终端技术——偏移场板技术对原来的GAT终端结构进行了改进，在不增加终端尺寸和工艺步骤的基础上将BV_CBO分别提高到700V和800V，从实验的结果看改进已经达到了预期的效果；同时选用偏移场板作为终端结构设计了2000V的高压IGBT的终端，从仿真结果和现阶段试验结果看，应该可以达到设计要求，并且终端区尺寸和SIEMENS公司的2000V NPT-IGBT的终端区尺寸大体相同，同时在国际上还没有见到用简单的偏移场板（场限环+场板）和SiO₂绝缘层实现这么高耐压的报道。本文的设计工作主要是在SUN工作站上利用二维器件仿真软件MEDICI完成的，通过仿真得到了一些有用的结论可供后人设计终端结构时参考。

全文目录

中文摘要  3-6
第一章引言  6-18
  1．1 电力电子器件的发展及电力电子技术对器件的要求  6-8
    1．1．1 电力电子器件的发展  6-7
    1．1．2 电力电子技术发展对器件的要求  7-8
  1．2 影响击穿电压的几个因素  8-11
    1．2．1 平面工艺pn结扩散终端对击穿电压的影响  8-9
    1．2．2 界面电荷存在对击穿电压的影响  9
    1．2．3 杂质在Si、SiO_2中具有不同的分凝系数对击穿电压的影响  9-11
  1．3 各种结终端技术简介  11-16
    1．3．1 场板技术  11-14
    1．3．2 场限环技术  14-15
    1．3．3 结终端扩展技术  15-16
  1．4 本文工作简介  16-17
  参考文献  17-18
第二章 MEDICI仿真程序  18-29
  2．1 基本方程描述  18-19
  2．2 模型的选取  19-24
    2．2．1 复合模型的选取  19-20
    2．2．2 载流子浓度分布的确定  20-22
    2．2．3 迁移率模型的选取  22-23
    2．2．4 雪崩碰撞电离模型  23-24
  2．3 边界条件  24-26
  2．4 数值求解方法  26-28
    2．4．1 离散化  26
    2．4．2 求解方法  26-28
  参考文献  28-29
第三章 800V和700V器件终端的设计  29-45
  3．1 原有终端结构分析  29-33
  3．2 仿真改进800V器件的终端设计  33-38
    3．2．1 改进之一：调整p型环扩散窗口大小  33-34
    3．2．2 改进之二：去掉p型环，调整间距，加场板  34-36
    3．2．3 改进之三：增加第二个环上场板长度  36-38
  3．3 800V器件结终端结构的优化分析  38-42
    3．3．1 界面电荷密度的影响  38-39
    3．3．2 场限环表面浓度的影响  39
    3．3．3 氧化层厚度的影响  39-40
    3．3．4 场板长度变化的影响  40
    3．3．5 场限环宽度（扩散窗口宽度）的影响  40-42
  3．4 700V器件的终端设计  42-43
  3．5 700V器件试验结果及与仿真的对比  43-45
第四章高压IGBT终端设计  45-60
  4．1 基本结构参数选取及终端结构确定  45-48
    4．1．1 基本结构参数的选取  45-46
    4．1．2 终端结构的选取  46-48
  4．2 仿真设计  48-55
    4．2．1 采用五个环时的结果  48-50
    4．2．2 采用六个环时的结果  50-52
    4．2．3 采用七个环时的结果  52-55
  4．3 对比分析  55-57
    4．3．1 界面电荷密度变化的影响  55
    4．3．2 氧化层厚度变化的影响  55-56
    4．3．3 环宽度（扩散窗口宽度）变化的影响  56
    4．3．4 结深变化的影响  56-57
  4．4 实际IGBT结构的击穿电压  57-59
  参考文献  59-60
第五章结论与建议  60-62
  5．1 结论  60-61
  5．2 工作建议  61-62
致谢  62

高压功率器件结终端的设计研究

内容摘要

全文目录

相似论文