快恢复二极管动态雪崩问题及技术发展 被引量：3

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作者 查祎英 吴郁 +1 位作者 李兴鲁 高一星 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2012年第12期97-99,102,共4页

综述了硅高压功率快恢复二极管抗动态雪崩技术的发展,包括快恢复二极管发生3种不同程度的动态雪崩的过程和原理,提高了快恢复二极管动态雪崩抗性的技术,完善其原理,并对其优点与不足进行了分析。

关键词 二极管 动态雪崩 功率器件

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高压IGBT的动态雪崩问题 被引量：2

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作者 李兴鲁 吴郁 +1 位作者 查祎英 高一星 《电力电子》 2012年第3期29-32,40,共5页

本文综述了高压IGBT的动态雪崩问题,涉及IGBT动态雪崩的概念、复杂性、失效机理和应对措施等。对这些问题的了解和掌握,对于设计制造坚固性强的高压IGBT是至关重要的。

关键词 IGBT 动态雪崩 坚固性 电流丝

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额定电流3200A的10kV HPT IGCT——大功率半导体发展的一个新的里程碑

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作者 高一星 查祎英 胡冬青 《电力电子》 2010年第6期63-66,共4页

本文介绍了一种新研发的10kV集成栅控晶闸管(IGCT)芯片,其耐压和电流容量是目前市场上可用IGCT中最大的。这种器件在GCT晶片设计上做了改进,使其电流容量超过3200A。另外,为了避免采用标准高压二极管常遇到的反向促恢复问题,还研发了一... 本文介绍了一种新研发的10kV集成栅控晶闸管(IGCT)芯片,其耐压和电流容量是目前市场上可用IGCT中最大的。这种器件在GCT晶片设计上做了改进,使其电流容量超过3200A。另外,为了避免采用标准高压二极管常遇到的反向促恢复问题,还研发了一种与IGCT相匹配的10kV快恢复二极管。 展开更多

关键词 IGCT 高压二极管 大功率半导体

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一种适于软硬开关应用的具有坚固体二极管的新型650V超结器件

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作者 G.Aloise M.-A.Kutschak +4 位作者 D.Zipprick H.Kapels A.Ludsteck-Pechloff 查祎英 高一星 胡冬青 《电力电子》 2010年第5期45-47,44,共4页

新型CoolMOS^(TM) 650V CFD技术为具有高性能体二极管的高压功率MOSFET确立了一个新基准。新型器件综合了多方优势,包括高达650V阻断电压、极低的R_(dson)、容性损耗低、同时还改善了体二极管在反向恢复过程,特别是软硬转换应用时的坚... 新型CoolMOS^(TM) 650V CFD技术为具有高性能体二极管的高压功率MOSFET确立了一个新基准。新型器件综合了多方优势,包括高达650V阻断电压、极低的R_(dson)、容性损耗低、同时还改善了体二极管在反向恢复过程,特别是软硬转换应用时的坚固度。随着性能的提高,将介绍列入参数表的Q_(rr)和t_(rr)的最大值。本文还研究了改善体二极管坚固度的相关因素。这种具有快恢复体二极管的新型超结器件系列的优点,在HID半桥拓扑中尤为突出。它也可用于DPAK封装。 展开更多

关键词 体二极管 器件综合 应用 硬开关 功率MOSFET CFD技术 阻断电压 恢复过程

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适合SiC器件的新型低热阻高可靠性功率模块结构

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作者 Masafumi Horio Norihiro Nashida +5 位作者 Yuji lizuka Yoshinari Ikeda Yoshikazu Takahashi 查祎英 李兴鲁 胡冬青 《电力电子》 2011年第4期50-53,共4页

研究和开发了能够完全发挥SiC(碳化硅)器件突出性能的新型功率模块结构。这种新结构由于使用新型铜针连接技术可以实现更高的功率密度,且与传统铝引线键合结构相比,具有更低的热阻。与此同时,采用了环氧树脂模具结构,使得新模块结构具... 研究和开发了能够完全发挥SiC(碳化硅)器件突出性能的新型功率模块结构。这种新结构由于使用新型铜针连接技术可以实现更高的功率密度,且与传统铝引线键合结构相比,具有更低的热阻。与此同时,采用了环氧树脂模具结构,使得新模块结构具有高可靠性。制备并测试了几种SiC模块来验证这一新结构的杰出性能。 展开更多

关键词 SIC 低热阻高可靠性

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1200V增强型碳化硅纵向结型场效应晶体管功率模块

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作者 Robin Schrader Vlad Bondarenko +2 位作者 David C.Sheridan 查祎英 胡冬青 《电力电子》 2011年第4期47-49,共3页

最近的模块研发工作已经生产出封装在SP1模组中的快速开关、1200V、13mΩ、增强型SiC JFET半桥模块。这些模块由36mm^2SiC VJFET和23mm^2肖特基管的并联组合而成。在ID=100A条件下,获得2.7mΩ-cm^2的比导通电阻。开关测试采用了标准的... 最近的模块研发工作已经生产出封装在SP1模组中的快速开关、1200V、13mΩ、增强型SiC JFET半桥模块。这些模块由36mm^2SiC VJFET和23mm^2肖特基管的并联组合而成。在ID=100A条件下,获得2.7mΩ-cm^2的比导通电阻。开关测试采用了标准的双脉冲感性负载电路,在600 V、100A、温度分别为25℃和150℃的条件下,得到了历史最低的总开关损耗——100A、150℃下为1.25mJ。本报告详细介绍测试对开关性能、所采用的栅极驱动电路,以及获得这些结果推荐使用的缓冲器。 展开更多

关键词 SP1模组 功率晶体管

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高压二极管动态雪崩问题的仿真 被引量：1

7

作者 查祎英 吴郁 杨霏 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2013年第9期546-550,585,共6页

针对高压快恢复二极管的动态雪崩问题进行了仿真分析,给出了典型的二极管动态雪崩瞬态图形,提出了一种改善器件动态雪崩耐量的新型扩展区结构,并进行了仿真验证。从有源区和终端区两方面研究了器件结构参数对二极管动态雪崩耐量的影响... 针对高压快恢复二极管的动态雪崩问题进行了仿真分析,给出了典型的二极管动态雪崩瞬态图形,提出了一种改善器件动态雪崩耐量的新型扩展区结构,并进行了仿真验证。从有源区和终端区两方面研究了器件结构参数对二极管动态雪崩耐量的影响。在与同类产品作比较的基础上,初步仿真验证了新结构对改善器件抗动态雪崩能力的影响。仿真结果表明,器件基本特性参数保持合理,通过器件结构参数的优化和新型扩展区结构的引入,二极管抗动态雪崩能力改善可达35%以上,且采用不同终端结构的情况下改善效果有所差异。 展开更多

关键词 动态雪崩 结终端 高压二极管 寿命控制 仿真 扩展区

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内透明集电极IGBT开关特性及短路特性仿真研究

8

作者 张惠惠 胡冬青 +3 位作者 周新田 周东海 穆辛 查祎英 《智能电网》 2013年第2期27-30,共4页

针对内透明集电极(internal transparent collector,ITC)绝缘栅双极型晶体管(insulated-gate bipolar transistor,IGBT)结构的短路特性进行数值模拟研究,通过模拟仿真明确了缓冲层掺杂浓度、局域载流子寿命控制区位置及局域载流子寿命... 针对内透明集电极(internal transparent collector,ITC)绝缘栅双极型晶体管(insulated-gate bipolar transistor,IGBT)结构的短路特性进行数值模拟研究,通过模拟仿真明确了缓冲层掺杂浓度、局域载流子寿命控制区位置及局域载流子寿命参数对ITC-IGBT的导通特性、开关特性、短路特性的影响。通过优化折中器件的缓冲层掺杂浓度、局域寿命控制区寿命参数和局域寿命控制区位置的关系,在器件特性满足要求的同时,改善器件的抗短路能力。文章最后给出一种可供参考的具有良好抗短路能力的IGBT器件设计方法,确定了缓冲层浓度的最低值和局域载流子寿命最大值,明确了局域寿命控制的合理范围。 展开更多

关键词 内透明集电极绝缘栅双极型晶体管 开关特性 短路特性 仿真研究

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一种高压4H-SiC二极管改进场限环结终端结构

9

作者 查祎英 田亮 杨霏 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2015年第2期75-79,共5页

设计了一种用于3.3 kV4H-SiC肖特基二极管的场限环(FLR)结终端保护结构。该结终端保护结构是通过在高能离子注入形成二极管p+有源区的同时在结边缘形成多个不同间距的p+场限环来实现的,以避免多次离子注入。借助半导体数值仿真软件Silva... 设计了一种用于3.3 kV4H-SiC肖特基二极管的场限环(FLR)结终端保护结构。该结终端保护结构是通过在高能离子注入形成二极管p+有源区的同时在结边缘形成多个不同间距的p+场限环来实现的,以避免多次离子注入。借助半导体数值仿真软件Silvaco,对制备二极管所用的4H-SiC材料外延层耐压特性进行了仿真验证;对场限环的环间距和场限环宽度进行了优化,形成由34个宽度5μm的场限环构成的场限环结终端结构。以此为基础,采用4英寸(1英寸=2.54 cm)n型4H-SiC外延片成功制备了3.3 kV4H-SiC二极管器件。简述了制备工艺流程,给出了部分关键工艺参数。对二极管芯片进行了在片测试和分析,反向漏电流密度1 mA/cm2时的击穿电压约为3.9 kV,且70%以上的二极管耐压可达到3.6 kV以上,验证了这一场限环结终端的可行性。 展开更多

关键词 结终端 场限环(FLR) 碳化硅二极管 击穿电压 器件仿真

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功率器件用n/p型4H-SiC同时形成欧姆接触工艺 被引量：2

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作者 夏经华 桑玲 +7 位作者 杨香 郑柳 查祎英 田亮 田丽欣 张文婷 杨霏 吴军民 《微纳电子技术》 北大核心 2020年第7期568-576,共9页

综述了在n/p型4H-SiC上同时形成欧姆接触技术的研究进展,包括欧姆接触理论、欧姆接触工艺及其优缺点以及热稳定性/可靠性等方面。重点介绍了基于Ni基金属的n/p型4H-SiC同时形成欧姆接触的工艺,包括以金属Ni为基础并结合Ti和Al与W等金属... 综述了在n/p型4H-SiC上同时形成欧姆接触技术的研究进展,包括欧姆接触理论、欧姆接触工艺及其优缺点以及热稳定性/可靠性等方面。重点介绍了基于Ni基金属的n/p型4H-SiC同时形成欧姆接触的工艺,包括以金属Ni为基础并结合Ti和Al与W等金属所形成的各种复合接触材料、通过合适的合金化退火工艺后得到的合金相、形成欧姆接触后得到的比接触电阻率,讨论了可能的欧姆接触形成机理,评估了其热稳定性/可靠性。讨论了在工艺上增加保护层对Ni基n/p型4H-SiC欧姆接触的性能以及热稳定性/可靠性等性能的影响。最后,评估了该工艺的研发现状和存在的问题,并提出未来的展望。 展开更多

关键词 n/p型4H-SiC Ni基金属 同时形成欧姆接触 欧姆接触机理 合金相

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电导增强的10kV SiC二极管

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作者 查祎英 夏经华 +2 位作者 桑玲 杨霏 王耀华 《微纳电子技术》 北大核心 2020年第7期509-513,共5页

为了明确10 kV碳化硅(SiC)pin二极管的正向导通优势,降低器件的比导通电阻,制备了三种10 kV SiC二极管样品——肖特基结、pn结和电导增强的pn结二极管。通过在多层SiC外延层上刻蚀形成台面的方法,制备了pn结二极管。在此基础上,延长了... 为了明确10 kV碳化硅(SiC)pin二极管的正向导通优势,降低器件的比导通电阻,制备了三种10 kV SiC二极管样品——肖特基结、pn结和电导增强的pn结二极管。通过在多层SiC外延层上刻蚀形成台面的方法,制备了pn结二极管。在此基础上,延长了离子注入后的高温退火处理时间,制备了电导增强的样品。对所制备二极管的正向导通特性进行了测试,并结合仿真的方法对内部载流子分布进行了对比分析。测试结果表明,所制备的SiC pn结二极管相比肖特基二极管样品,比导通电阻降低了90%。延长高温退火处理时间的工艺使器件的正向导通能力进一步改善,电流密度为100 A/cm^2时的比导通电阻为7 mΩ·cm^2,证明了这一处理工艺的有效性。 展开更多

关键词 电导增强 碳化硅(SiC) 10kV二极管 PIN二极管 高温退火

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基于AlON的4H-SiC MOS高k栅介质电性能

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作者 夏经华 桑玲 +5 位作者 查祎英 杨霏 吴军民 王世海 万彩萍 许恒宇 《微纳电子技术》 北大核心 2020年第9期714-719,共6页

提高栅介质的界面质量和可靠性一直是功率碳化硅金属氧化物半导体(MOS)器件研发的核心任务之一。基于原子层沉积(ALD)技术,在n型4H-SiC上沉积了Al基高介电常数(k)栅介质材料AlON。在不同沉积后退火(PDA)温度下制备了AlON/4H-SiC MOS电容... 提高栅介质的界面质量和可靠性一直是功率碳化硅金属氧化物半导体(MOS)器件研发的核心任务之一。基于原子层沉积(ALD)技术,在n型4H-SiC上沉积了Al基高介电常数(k)栅介质材料AlON。在不同沉积后退火(PDA)温度下制备了AlON/4H-SiC MOS电容,对制备的AlON/4H-SiC MOS电容进行了高-低频电容-电压特性测试,并开展了介质零时击穿(TZDB)实验。发现当PDA温度为800℃时,得到的AlON/4H-SiC MOS电容有着较低的界面态密度、栅极电流密度和较高的介电击穿电场强度,表明经过合适的PDA工艺后,基于AlON高k栅介质材料的4H-SiC MOS器件栅介质的界面态密度得到显著降低,栅介质的介电性能和可靠性得到提高。 展开更多

关键词 4H-SIC 金属氧化物半导体(MOS)电容 原子层沉积(ALD) ALON 界面态 介质零时击穿(TZDB) 高k栅介质材料

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SiC MOSFET欧姆接触的研究进展综述 被引量：1

13

作者 吴昊 黄云辉 +2 位作者 李玲 查祎英 杨霏 《智能电网》 2017年第8期773-776,共4页

SiC MOSFET作为新一代SiC电力电子器件中重要的代表,具有开关电流小、频率高等优点,正受到产业界瞩目和重视。低的源漏接触电阻是衡量SiC MOSFET器件性能的重要参数之一,选择合适的金属及工艺条件是制备低接触电阻的难点。主要研究Ni、A... SiC MOSFET作为新一代SiC电力电子器件中重要的代表,具有开关电流小、频率高等优点,正受到产业界瞩目和重视。低的源漏接触电阻是衡量SiC MOSFET器件性能的重要参数之一,选择合适的金属及工艺条件是制备低接触电阻的难点。主要研究Ni、Al等常用金属分别或同时与n-SiC和p-SiC形成欧姆接触的最新进展。 展开更多

关键词 SIC MOSFET 欧姆接触

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碳空位对10 kV 4H-SiC pin二极管载流子寿命的影响

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作者 夏经华 查祎英 +2 位作者 桑玲 杨霏 吴军民 《微纳电子技术》 北大核心 2020年第8期604-608,共5页

使用p+n-n+外延结构制备了10 kV4H-SiC pin二极管,在室温下通过时间分辨光致发光(TRPL)谱法在低掺杂外延层中测量载流子寿命,根据晶圆上大量二极管的电容-电压测量值估算掺杂浓度,采用深能级瞬态谱(DLTS)法获得了影响载流子寿命的主要... 使用p+n-n+外延结构制备了10 kV4H-SiC pin二极管,在室温下通过时间分辨光致发光(TRPL)谱法在低掺杂外延层中测量载流子寿命,根据晶圆上大量二极管的电容-电压测量值估算掺杂浓度,采用深能级瞬态谱(DLTS)法获得了影响载流子寿命的主要缺陷的俘获截面、浓度和复合中心能级位置。通过将TRPL测量得到的载流子寿命用于二极管电流-电压特性的计算机辅助工艺设计(TCAD)模拟中,并与根据DLTS测得的深能级缺陷参数估算的Shockley-Read-Hall(SRH)载流子寿命进行比较发现,载流子寿命除了受位于0.67 eV(EC-ET)能级的碳空位缺陷控制外,更受到其他深能级缺陷的影响。 展开更多

关键词 4H-SIC PIN二极管 载流子寿命 碳空位 深能级缺陷

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具有单区JTE终端的3300 V 4H-SiC结势垒肖特基二极管的研制

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作者 潘艳 田亮 +5 位作者 张璧君 郑柳 查祎英 吴昊 李永平 杨霏 《智能电网》 2017年第8期781-785,共5页

阐述了3 300 V 4H-SiC结势垒肖特基二极管(JBS)详细的设计和制备过程。4H-SiC N型外延层掺杂浓度为3.1×10^(15) cm^(-3),厚度为33μm。器件的终端采用了单区结终端扩展(JTE)结构。利用数值模拟优化了JTE结构的离子注入剂量、漂移... 阐述了3 300 V 4H-SiC结势垒肖特基二极管(JBS)详细的设计和制备过程。4H-SiC N型外延层掺杂浓度为3.1×10^(15) cm^(-3),厚度为33μm。器件的终端采用了单区结终端扩展(JTE)结构。利用数值模拟优化了JTE结构的离子注入剂量、漂移区和有源区的结构参数,并根据模拟结果研制了4H-SiC JBS。测试结果显示,当正向导通电流达到30 A时,该器件的正向压降小于1.8 V,二级管的反向击穿电压约为4 000 V。 展开更多

关键词 4H-SIC 功率器件 终端 JTE

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1200V增强型碳化硅纵向结型场效应晶体管功率模块

16

作者 李兴鲁 查祎英 胡冬青 《电源世界》 2011年第12期43-46,共4页

最近的模块研发工作已经生产出封装在SP1模组中的快速开关,1200V、13mΩ、增强型SiC JFET半桥模块。这些模块由36mm^2 SiC VJFET和23mm^2肖特基管的并联组合而成。在I_D=100A条件下,获得2.7mΩ-cm^2的比导通电阻。开关测试采用了标准的... 最近的模块研发工作已经生产出封装在SP1模组中的快速开关,1200V、13mΩ、增强型SiC JFET半桥模块。这些模块由36mm^2 SiC VJFET和23mm^2肖特基管的并联组合而成。在I_D=100A条件下,获得2.7mΩ-cm^2的比导通电阻。开关测试采用了标准的双脉冲感性负载电路,在600V、100 A、温度分别为25℃和150℃的条件下,得到了历史最低的总开关损耗——100A、150℃下为1.25mJ。本文详细介绍测试的开关性能、所采用的栅极驱动电路,以及获得这些结果推荐使用的缓冲器。 展开更多

关键词 模块 SIC 栅极驱动 开关损耗 缓冲器

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