大功率静电感应器件的研制

摘要

静电感应器件(Static Induction Device——SID)是一类新型的电力电子器件，主要包括静电感应晶体管(Static Induetion Transistor——SIT)、双极型静电感应晶体管(Bipolar-Mode Static Induction Transistor——BSIT)和静电感应晶闸管(Static Induction Thyristor——SITH)，具有其它半导体器件无法比拟的一系列优点，如控制功率大、工作频率高、电流容量大、耐高压、功耗小、噪声低、抗辐射能力强、开通关断全可控等，在很多领域得到了广泛的应用。 本论文系统地阐述了SIT、SITH的作用理论，着重介绍了SID的结构、I-V特性、电流传输机制及沟道势垒的形成。在此理论基础上，结合器件制造的特点，对器件的相关参数进行了讨论分析，并给出了具体的定值，利用L-edit版图设计软件设计了新的版图。 实验以制备电性能优良的SID为出发点。结合SITH制作的经验和存在的问题，在外延工艺中解决了外延反型的工艺难点，在挖槽工艺中使用三步刻槽法，得到稳定的外延工艺和挖槽工艺条件，通过大量的实验，对部分工艺条件进行了调整：通过工艺参数的调节，得到了具有典型混合I-V特性的复合SIT的工艺条件。通过对试制管芯的测试，基本电性能有了明显的改善，说明了制作方案是合理的、可行的。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章引言

第二章静电感应器件基本理论分析

2.1静电感应器件的结构

2.2 SIT作用的基本理论

2.2.1 SIT的结构和作用机制分析

2.2.2 SIT的Ⅰ-Ⅴ特性

2.3 SITH作用的基本理论

2.3.1 SITH的结构和作用机制分析

2.3.2 SITH的Ⅰ-Ⅴ特性

第三章静电感应器件的设计

3.1结构设计

3.1.1材料选取

3.1.2结构参数

3.2版图设计

3.2.1浓硼版

3.2.2淡硼栅版

3.2.3染磷版

3.2.4外延版

3.2.5槽版

3.2.6栅区补硼版

3.2.7源区扩磷版

3.2.8引线孔版

3.2.9反刻版

3.3工艺流程设计

3.3.1工艺顺序

3.3.2工艺时间

3.3.3简要工艺流程

3.4肖特基结槽栅型SIT设计

3.4.1器件的作用机制

3.4.2器件的结构参数

3.4.3器件的制造工艺

第四章制造工艺与关键技术的研究

4.1外延工艺

4.1.1外延的工艺过程

4.1.2外延中的问题

4.1.3减小自掺杂效应的方法

4.2台面刻蚀与挖槽工艺

4.2.1湿法刻蚀

4.2.2刻蚀中的掩蔽技术

4.2.3台面刻蚀和槽刻蚀的必要性

4.3掺氯氧化

4.4如何制做良好的栅体

第五章结论

研究生期间的主要成果

参考文献

致谢