MPS快恢复二极管反向恢复时间的研究

基于现代电力电子技术的发展要求,与主功率开关器件并联起箝位或缓冲作用的快速二极管应具有低的正向导通损耗与超快超软的恢复特性。论述了MPS快恢复二极管的反向恢复原理,利用TCAD仿真软件对快恢复二极管的反向恢复时间参数进行了仿真设计。实验在外延硅片上利用外延层与村底过渡区域的高浓度梯度特性结合电子辐照技术,制作出了反向恢复时间为45 ns的外延功率快速软恢复二极管;同时,通过在硅片背面引入深层的n型掺杂缓冲层,在单晶硅片上制作出了具有较短反向恢复时间(55 ns)和良好软度因子的单晶功率快速软恢复二极管。

MPS快恢复二极管正向压降的研究

介绍了混合pin/肖特基(MPS)二极管快恢复二极管的工作原理,基于人们对与主功率开关器件并联起箝位或缓冲作用的快速二极管提出的高要求即在具有超快和超软恢复特性的同时又兼具有低的正向导通损耗,以减少芯片的发热损耗。采用Silvaco仿真软件对MPS结构的两款较快恢复二极管的正向特性进行了研究并实际制作了器件,发现正向压降与衬底掺杂浓度及载流子迁移率关系极大。分析了正向压降的温度特性,结果表明固定掺杂浓度的FRD器件,由于晶格散射对载流子迁移率起主导作用,正向压降呈正温度系数特性;而对于FRED器件,由于杂质散射起主导作用,正向压降呈负温度系数特性。

1200V沟槽栅/平面栅场截止型IGBT短路耐量特性研究

研究了沟槽栅与平面栅结构1 200V/20A场截止(Field-stop)型(绝缘栅双极型晶体管)(IGBT)的短路耐量特性,从测试电路参数与器件本身的结构与工艺两方面对具有沟槽栅及平面栅结构的场截止型IGBT进行了探究,其中热耗散为引起击穿的主要原因。实际制作了沟槽栅-场截止型IGBT,采用优化的正面沟槽结构结合背面场截止薄片工艺,选择了合适的集电极-发射极间的饱和电流保证器件具有较低的导通压降的同时减少了焦耳热的产生,提升了芯片自身的抗短路能力(tsc>12μs),有利于沟槽栅IGBT应用的可靠性。