双极模式静电感应晶体管(BSIT)的制备以及性能研究

摘要

静电感应器件(SID)是一种新兴的具有垂直导电沟道的电力半导体器件，其品种包括静电感应晶体管(SIT)和静电感应晶闸管(SITH)。双极模式静电感应晶体管(BSIT)是静电感应晶体管中一个重要的门类，其具有双极型器件的电流输出特性，同时也具有MOS型器件的大功率、高频的特点。
　　 本文首先分析了BSIT器件工作的原理，并从理论上分析了影响BSIT器件性能的几个关键参数，进而通过计算机模拟仿真软件将BSIT器件进行仿真，从而证明了BSIT在同等情况下的电流密度相对较高、击穿耐压高、安全工作区宽、频率高，是一种比较理想的电力电子功率器件。
　　 其次，对不同纵向结构的BSIT进行了对比，根据现有半导体生产线的实际情况，最终的设计使用了复合栅型的BSIT结构。针对此种结构，设计了相应的版图和工艺流程，并对关键的工艺控制条件进行阐述。
　　 最后，将研制的BSIT成品管在电子节能灯上进行了应用，试验结果表明，在同等应用环境下，BSIT器件具有较高的性能。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 静电感应器件分类

1.2 静电感应器件的发展

1.3 静电感应器件的特点

1.4 双极模式静电感应晶体管

1.5 研究内容以及关键问题

1.5.1 研究内容

1.5.2 关键问题

1.6 论文的组织结构

第二章 静电感应晶体管的分析

2.1 静电感应晶体管的基本结构

2.2 双极型静电感应晶体管(BSIT)的性能分析

2.2.1 开态特性

2.3.2 通态压降

2.2.3 通态电阻

2.3.4 电流增益

2.3 计算机模拟对比仿真

2.3.1 TCAD分析软件

2.3.2 特性曲线仿真图

2.3.3 仿真的典型参数

2.3.4 仿真结果的分析

第三章 双极模式静电感应晶体管结构设计

3.1 静电感应晶体管的制造结构

3.1.1 表面栅型结构

3.1.2 埋栅型结构

3.1.3 槽栅型结构

3.1.4 复合栅型结构

3.2 双极模式静电感应晶体管结构设计

3.2.1 栅长

3.2.2 沟道宽度

3.2.3 栅体厚度

3.2.4 N+沟道切断环

3.2.5 场限分压环

3.3 双极模式静电感应晶体管版图结构

3.3.1 版图整体结构

3.3.2 版图层次设计

第四章 双极模式静电感应晶体管工艺流程

4.1 工艺流程

4.2 材料准备

4.3 光刻工艺

4.4 扩散掺杂工艺

4.4.1 预淀积

4.4.2 推结和高温退火

4.5 薄膜淀积工艺

4.6 吸杂工艺

4.7 欧姆接触工艺

4.7.1 金属淀积工艺

4.7.2 合金工艺

4.8 清洗工艺

第五章 双极模式静电感应晶体管参数测试与应用结果

5.1 流片结果

5.1.1 整体参数

5.2 系统应用

5.2.1 节能灯应用

5.2.2 电子镇流器用功率开关晶体管用BSIT替代的优势

5.2.3 对比试验

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢