低导通压降MOS控制晶闸管的研制

基于6英寸(1英寸≈2.54 cm)半导体工艺平台研制了一款低导通压降的MOS控制晶闸管(MCT)。通过对MCT正向阻断状态和导通状态的理论分析,阐述p基区结构参数影响正向阻断特性和导通特性的机理。采用Silvaco TCAD软件建立静态特性模型并进行p基区结构参数仿真设计,得到最优掺杂浓度和厚度。结合仿真结果指导工艺参数优化制备MCT芯片,并对封装后器件性能进行了测试。测试结果表明,优化后器件正向阻断电压超过1600 V,脉冲峰值阳极电流为3640 A,导通压降在满足2.0 V设计值的基础上降低至1.7 V,正向阻断特性和导通特性均得到提高。

MOS控制晶闸管(MCT)的设计

讨论了MCT的结构设计及耐压设计.通过对结构参数的最佳化选择,制造出开关电流9A,耐压900V的MCT芯片.n沟MOS阈值电压为2V,p沟MOS阈值电压为-5V.当门极加-7V电压时,其关断电流密度为220A/cm^2.

MOS控制晶闸管的最大可关断电流

建立了MOS控制晶闸管最大可关断电流的解析关系式 .在该关系式中 ,关断电流只与晶闸管中耦合晶体管的电流放大系数及晶闸管射极短路电流有关 .另外 ,基于MOS控制晶闸管的仿真模型 ,模拟分析了最大可关断电流与它们间的关系 .解析与模拟分析结果符合较好 .结果表明 ,耦合晶体管电流放大系数及晶闸管射极短路电流的设计决定了器件的最大可关断电流 .

MOS控制晶闸管的三重扩散工艺研究

本文对ＭＣＴ的核心工艺──三重扩散工艺进行了详细研究。通过ＳＵＰＲＥＭ—Ⅲ计算机工艺仿真，获得了三重扩散的工艺条件。对三重扩散实验样品进行的扩展电阻、磨角以及四探针方块电阻测试表明：获得了优化的器件设计和研制条件。本文设计并成功研制的新结构ＤＯＦＭ－ＣＴ器件，其电流可控能力达１３４Ａ／ｃｍ２。

基于MOS控制晶闸管的高压电容放电特性

为了研究国产金属氧化物半导体(MOS)控制晶闸管(Metal?Oxide?Semiconductor controlled thyristor,MCT)与高压陶瓷电容组成的电容放电单元(Capacitor Discharge Unit,CDU)的放电特性,设计制备出体积为40 mm(L)×25 mm(W)×8 mm(H)的CDU,其回路电感约10 nH,电阻约100 mΩ。首先分析了CDU回路的R-L-C零输入响应方程,采用CDU负载短路放电实验进行验证,研究发现随着电容值的增大,CDU的峰值电流、峰值电流上升时间、高压电容的放电时间等关键参数均增大;随着放电电压的升高,峰值电流增大,峰值电流上升时间不变。采用微型爆炸箔芯片(Cu桥箔35 mΩ)和硼/硝酸钾(Boron?Potassium Nitrate,BPN)点火药(硼粉/1.50μm,压药密度/1.57 g·cm^(-3))验证了CDU的作用效能,在0.36μF/1.20 kV下,测得回路峰值电流2.032 kA,桥箔两端电压0.9273 kV,峰值电流、电压延迟时间32.4 ns,爆发点时刻168.2 ns,爆发点功率1.490 MW,且CDU能可靠进行BPN的飞片冲击点火。结果表明,基于国产MCT和高压陶瓷电容的CDU基本适用于爆炸箔起爆器等脉冲大电流激发火工品,但其综合性能仍需改进。

MOS控制的晶闸管简介

本文简要介绍了ＭＯＳ控制的晶闸管（ＭＣＴ）结构及优点，较详细地介绍了Ｐ－ＭＣＴ的特点，同时对ＭＣＴ的发展作了一些探讨。

功率集成光激MOS控制交流多路开关模拟设计

介绍了一种新型功率集成光激 MOS控制多路开关 ,它由双向晶闸管、MOS器件、光电器件组成。此开关通过光电转换来实现强电与弱电之间的隔离 ;可工作在交流状态 ,其通态压降低 ,约在 1 .5～ 3 V之间 ;并对其阻断特性、电流特性、开关特性进行了全面的模拟分析。

金属氧化物半导体控制晶闸管的di/dt优化

金属氧化物半导体控制晶闸管（MCT）相比于绝缘栅双极型晶体管（IGBT）具有高电流密度、低导通压降和快速开启等优势,在高压脉冲功率领域具有广阔的应用前景。作为脉冲功率开关,MCT开启过程对输出脉冲信号质量有很大影响。采用理论分析并结合仿真优化重点研究了MCT开启瞬态特性。通过对MCT开启过程进行详细地理论分析推导,给出了MCT开启过程中阳极电流和上升时间的表达式。结合Sentaurus TCAD仿真优化,将MCT开启过程中电流上升速率（di/dt）由40 kA/s提升至80 kA/s,极大地改善了器件开启瞬态特性。最后,总结提出了提高器件开启瞬间di/dt的设计途径。

新型功率器件MCT的模拟与制造

介绍了新型功率器件MCT的基本特点与结构。利用开发出的MCT计算机辅助设计软件，模拟MCT的静态、动态特性，优化了MCT的结构参数。根据工艺模拟结果，编制MCT的制造工艺流程，研制出2．7A／5OOV的样片，其开通时间为200ns，关断时间为4μs。

MCT特性的PSPICE模拟

通过使用等效电路法，利用国际通用电路模拟软件包PSPICE对新型的电力电子器件MCT进行特性模拟和分析，并对Harris公司的器件MCTV75P60E1进行计算。结果表明该方法简单易行，模拟结果可靠。

具有双n^+发射区的MCT

提出一种新型的ＭＯＳ控制晶闸管结构ＤＮＭＣＴ器件。该器件同ＭＣＴ相比减弱了寄生ＪＦＥＴ效应， 并利用ＰＩＳＣＥＳ－ＩＩＢ器件模拟软件验证ＤＮＭＣＴ具有较好的正向导通电流－电压特性。该结构在一定程度上可缓解器件开关速度与导通压降之间的矛盾。

10A/500V MCT器件的研制

本文叙述了新型功率器件MCT(MOS控制晶闸管)的结构设计、工艺流程及实施方法。西安徽电子研究所采用扩散、硅栅自对准工艺和多层介质隔离等技术制成MCT样品。测试结果表明,其在20V的栅压下能在4μs内关断50A/cm^2的阴极电流。