动态高温反偏应力下的SiC MOSFET测试平台及其退化机理研究

为研究SiC MOSFET在动态漏源应力下的退化机理,开发了一种具有dVds/dt可调功能、最高可达80 V/ns的动态反向偏置测试平台。针对商用SiC MOSFET进行动态高温反偏实验,讨论高电压变化率的动态漏源应力对SiC MOSFET电学特性的影响。实验结果显示,器件的阈值电压和体二极管正向导通电压增加,说明器件JFET区上方的栅氧层和体二极管可能发生了退化。通过Sentaurus TCAD分析了在高漏源电压及高电压变化率下平面栅型SiC MOSFET的薄弱位置,在栅氧层交界处和体二极管区域设置了空穴陷阱,模拟动态高温反偏对SiC MOSFET动静态参数的影响。

DT合金滚轮体热冲压冲头复合强化工艺研究

阐述了DT合金正确的锻造方法,通过对该合金实施镀镍稀土渗硼、等温淬火、高温回火复合处理,能得到很高硬度、耐磨性及抗高温氧化和冷-热疲劳抗力,应用于喷油泵滚轮体的热冲压冲头上,使用寿命比相应的热作模具钢可提高15～20倍。

4H-SiC PiN功率二极管dV/dt可靠性机理研究

碳化硅(SiC)功率开关高速和高功率的特点,使其在脉冲功率系统中面临着比硅(Si)器件更严苛的高dV/dt可靠性问题。实验发现高dV/dt应力会导致4H-SiC PiN功率二极管击穿特性永久退化。仿真结果表明:高dV/dt应力下器件终端区与主结交界处存在较强电场集中,致使雪崩提前发生,进而导致局部温度升高造成永久损伤。该电场集中是由于高dV/dt应力下(JTE)区耗尽不充分所致,提出对JTE区进行高浓度补偿掺杂来提高铝(Al)原子的电离率,进而改善脉冲应力下JTE耗尽不充分问题。仿真证明该方法可以有效降低脉冲应力下主结边缘处的电场集中,6×10^(20)cm^(-3)的磷(P)原子补偿掺杂使得器件的抗dV/dt能力提升约30%,而静态特性不受影响。该研究为提升JTE终端SiC功率器件dV/dt可靠性提供了思路。

6.5 kV SiC光控晶闸管的研制

基于Sentaurus TCAD软件,研制了一款6.5 kV SiC光控晶闸管。通过优化雪崩击穿模型,对多层外延材料的规格及渐变终端技术进行研究,有效抑制了芯片表面峰值电场,实现了6.5 kV的耐压设计;此外结合实际应用需求,对器件的开通特性进行了仿真模拟。在4英寸(1英寸=2.54 cm)SiC工艺平台制备了6.5 kV SiC光控晶闸管,并对器件性能进行了测试。测试结果显示,芯片击穿电压超过6.5 kV,在4 kV电源电压以及365 nm波长紫外光触发的条件下,器件导通延迟约为200 ns,脉冲峰值电流约为2.1 kA,最大导通电流变化率(di/dt)达到6.3 kA/μs,测试结果与仿真模拟结果基本一致。

热冲压用DT钢结硬质合金角冲头复合强化处理研究

该文对热冲压用DT钢结硬质合金角冲头的强化处理进行了研究。列举了DT钢结合金的化学成分、组织待证和物理机械性能，阐述了锻造方法、冷加工工艺和复合强化处理工艺，并对这些方法和工艺的特点及其作用进行了分析和讨论。

热挤压钢球模选材与复合强化处理研究

讨论了熔炼钢制钢球模失效原因,选用DT钢结硬质合金并经锻造与复合强化处理,有效消除了早中期失效现象。