摘要：高压快恢复二极管芯片过渡区是反向恢复坚固性的薄弱点,一旦失效将影响电力装置稳定运行。提出了一种高阻型过渡区优化结构,通过建立三种模拟模型,研究了过渡区宽度和掺杂浓度对快恢复二极管反向恢复性能的影响。采用高阻型过渡区结构的快恢复二极管反向恢复安全工作区仿真极限值提高到电压为2900 V、电流为630 A、电流变化率为1600 A/μs。基于该设计制备的3300 V/1500 A FRD器件可通过电压为3200 V、电流为3000 A、电流变化率为8648 A/μs条件下的反向恢复测试,显著提高了FRD器件的反向恢复坚固性。

摘要：绝缘栅双极晶体管(IGBT)具有驱动简单、易于并联的优点,在高端领域得到广泛应用。以1 200 V非穿通型IGBT(NPT-IGBT)为例,仿真研究IGBT的器件结构对瞬态特性的影响(主要是开关特性和短路特性),并探讨器件短路工作过程中的自升温效应。另外,在保证导通沟道长度不变的前提下,研究pin区与MOS区所占元胞尺寸比例k对IGBT通态电压与关断损耗折衷关系的影响,以及采用自对准工艺进行元胞设计对器件短路特性的影响。研究发现:合理设计氧化隔离层的尺寸能明显提高IGBT的抗短路能力,从而提高器件坚固性;比例系数k越大,通态损耗越低,而开关损耗越高,设计时需综合考虑通态电压和关断损耗的折衷。适当选取k值能完成最优化的器件设计。

摘要：基于现有工艺平台设计一个多级场板终端结构:在有源区最外围元胞和场板之间加一个P-Ring环,可以降低第一级场板边缘下的电场强度;改变第四级场板氧化层厚度,可以调整IGBT击穿电压值;在工艺过程中在淀积第四台阶氧化层之前先淀积一薄层SiOxNy薄膜作为腐蚀阻挡层,可降低对工艺精度的要求,同时提高器件可靠性;多级场板终端结构可以阻止器件表面电荷进入硅表面改变硅表面电势,提高器件的稳定性和可靠性。将此终端用在1 200V NPT Planer IGBT结构上进行流片验证,击穿电压可达1 300V以上。

摘要：采用局域注入p型离子和高温推结的方式得到高掺杂p^+区和低掺杂p^-区规律性的浓度梯度变化,研制了新型低阳极发射效率二极管。与常规结构二极管相比,此结构在工艺实现时,制造工艺条件、掩模版数量保持不变,只需设计高掺杂p^+区和低掺杂p^-区层次掩模版图案,即可实现发射极注入效率的自调节,制造成本低;其反向恢复电荷减小了30.4%,反向电流峰值减小了29%,反向电压峰值减小了6.7%,反向恢复时间减小了11%,开关器件的工作损耗降低,折衷性能更加优良;在V_F基本相当的情况下,反向恢复软度特性更优。

摘要：载流子存储层(CSL)可以改善IGBT导通态载流子分布,降低通态电压,但影响器件阻断能力。为了平衡载流子存储层对器件阻断能力的影响,在器件n-漂移区中CSL层处近哑元胞侧设计了p型埋层(p BL),利用电荷平衡的理念改善电场分布,并借助ISE-TACD仿真工具,依托内透明集电极(ITC)技术,研究了600 V槽栅CSL-p BL-ITC-IGBT电特性。为了保证器件承受住不小于10μs的短路时间,设置了哑元胞。在此基础上,仿真分析了CSL和p BL的尺寸及掺杂浓度、哑元胞尺寸等对器件特性的影响,并与普通的槽栅ITC-IGBT、点注入局部窄台面(PNM)ITC-IGBT的主要技术指标进行对比,给出CSL和p BL的尺寸及掺杂浓度的最佳范围。结果表明,合理的参数设计可使CSL-p BL-ITC-IGBT具有更优的技术折中曲线。

摘要：医疗仪器、焊机和等离子切割机用电源的市场在不断扩大,这些设备工作在20～50kHz或更高的高频范围。本文讲述了近来开发的、用于这一高频领域的I G BT模块的设计理念。由于在这些应用中工作频段为高频范围,因此器件的开关损耗(开通、关断以及反向恢复损耗)是主要的功耗。通过降低背P+层载流子密度(注**——见正文),减小IGBT芯片中元胞的重复步距,并优化IGBT/FWD通态电压与开关损耗之间的折衷关系,可以得到更低的开关损耗。因而,这种新开发的IGBT模块的总功耗比标准IGBT模块(第5代系列)降低了25%。使用这种模块,能进一步提高效率、实现系统的小型化。

摘要：针对标准MOSFET的BSIM4模型在高压LDMOS建模及已有LDMOS紧凑模型的不足,提出一种LDMOS宏模型。在本研究中,借助Spectre软件分别对宏模型与BSIM4器件模型进行仿真,并对2种LDMOS器件模型下的CV结果进行对比,验证了宏模型对LDMOS器件模拟的准确性。最后,提出利用栅电荷曲线来进一步修正模型参数的新方法,并通过仿真获得更精确的LDMOS器件模型。该宏模型及栅电荷建模方法对于高压功率集成电路设计及仿真有重要意义。

摘要：传统施密特型压控振荡器存在输入电压下限值较高、最高振荡频率较低等缺点。针对这两个问题,文中介绍了一种具有新型充放电电路结构的施密特型压控振荡器,并在0.18μm工艺下对电路进行了仿真。结果表明,相对于传统施密特型压控振荡器,新型振荡器输入电压下限值有所下降,且最高振荡频率也有明显提升。