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静电感应器件(Static Induction Device—SID)是一类新型的电力电子器件,主要包括双极型静电感应晶体管(BSIT)、静电感应晶体管(SIT)和静电感应晶闸管(SITH)三类器件,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。本论文的研究工作是结合兰州市十五科技攻关项目“电力静电感应器件的研制”而展开的,主要内容如下:通过分析原有版图存在的问题,重新设计了两套新版。LD-SIT-0603版的设计改动极大,尤其是三块槽版的设计首次提出了全新的工艺思路,彻底解决了长期以来槽与台面无法同时刻蚀的工艺难题。LD-SIT-0703版则专门针对复合结构设计,采用了切断环与限场环作为终端造型。经过制管实验,成功研制出了性能优异的复合结构BSIT,并首次给出了完整和详细的BSIT工艺规范,该工艺规范也可作为SIT与SITH的工艺规范和工艺细节的参考。BSIT与SIT的Ⅰ-Ⅴ特性是可以转变的。在理论分析的基础上,通过对工艺调节的实践,总结出了BSIT、SIT和SITH参数调节表,为今后的研制中电参数调节提供了依据。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。对于埋栅结构的SIT,我们寻找到了外延与染磷的最佳匹配条件,首次稳定了外延工艺,解决了长期以来外延反型这一工艺难点。LD-SIT-0603版中三块槽版的设计独辟蹊径,隔断槽、台面槽与栅电极孔刻蚀深度各不相同,却能同时刻蚀,且深槽刻蚀逐步加深,不必一次刻蚀到要求的深度,更有利于保护管芯表面和槽台造型。通过实验研究选择腐蚀液的配比,并由实验确定了最佳的刻蚀深度和工艺。台面槽的设计用于形成对有源区的孤岛造型,两步扩硼与栅电极孔的适当刻蚀省略了补硼工艺,避免了对槽体的污染。工艺中的离散性与波动性是不可忽略的,可以通过适当的措施进行钝化。不同结构的静电感应器件对应着不同的终端造型。埋栅结构适宜选择环绕深槽作为终端造型;复合结构则宜采用限场环与切断环。试验结果和理论分析都表明了管芯四周刻蚀深槽,能有效切断有源区与芯片边界的电性联系,消除器件的寄生效应,同时还能改善栅源击穿曲线并提高阻断电压,改善器件的质量和成品率。复合结构的限场环能有效提高阻断电压。LD-SIT-0703版主要针对电力SITH设计,在BSIT的研究基础之上制定了SITH的工艺流程。数次的制管试验结果,给出了正常特性所满足的工艺条件,该结果距离理想的Ⅰ-Ⅴ特性仅需要进行微调。对于SITH的负阻转折特性进行了研究,计算了负阻转折的转折电压与转折电流,并首次提出了运用负阻转折区段上下限的电压值计算高电平下的少子寿命的方法。