国家自然科学基金(61176071)
- 作品数：18 被引量：18H指数：3
- 相关作者：胡冬青贾云鹏吴郁苏洪源周东海更多>>
- 相关机构：北京工业大学国网智能电网研究院中国航天北京微电子技术研究所更多>>
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- 相关领域：电子电信电气工程机械工程更多>>
- 功率快恢复二极管反偏ESD机理分析被引量：2
- 2013年
- 功率半导体器件静电放电(ESD)的可靠性在应用中至关重要,其抗ESD的机理需深入研究。采用一种符合GB/T 17626.2标准的简明分段线性电流源,对功率快恢复二极管(FRD)反偏ESD过程进行仿真计算。基于器件外端电压波形经历过冲、负阻和振荡以及平缓发展三个阶段,分析了器件内部相应的一系列复杂变化。结果表明:器件内部的"过耗尽"、雪崩注入、载流子及电场分布涨落等变化,最终导致电流在pn结拐角处形成局部集中。最后,分析了器件结构参数对抗ESD能力的影响。
- 魏峰吴郁周新田周东海吴立成贾云鹏胡冬青金锐刘钺杨
- 关键词：临界场
- 150V电荷耦合功率MOSFET的仿真被引量：1
- 2014年
- 电荷耦合是适用于中等电压功率MOSFET设计的先进设计理念之一，该设计思想旨在改善器件阻断态下的电场分布从而提高耐压。针对150V电荷耦合功率MOSFET双外延漂移区（分别为电荷耦合区N1区与非耦合区N2区）电荷匹配问题进行了仿真优化研究，结果表明：N1区和N2区浓度分别约为2．2×10^16cm^-3和4．5×10^15cm。时，电场分布更加均匀、耐压更高，且比导通电阻仅为1．306mQ·cm^2，即击穿电压和比导通电阻间达到最佳匹配。同时，还针对器件不同槽深进行了静态特性和动态特性的整体仿真优化研究，结果表明：槽深在7～9μm时，器件满足耐压要求且击穿电压随双漂移区掺杂浓度匹配程度变化较为平稳。最后，优化结构与传统槽栅MOSFET相比，其栅漏电容和栅电荷大幅降低，器件优值降低了约87％。
- 李蕊胡冬青金锐贾云鹏苏洪源匡勇屈静
- 关键词：电荷耦合场板
- 600V高性能新型槽栅内透明IGBT的仿真被引量：1
- 2014年
- 载流子存储层(CSL)可以改善IGBT导通态载流子分布,降低通态电压,但影响器件阻断能力。为了平衡载流子存储层对器件阻断能力的影响,在器件n-漂移区中CSL层处近哑元胞侧设计了p型埋层(p BL),利用电荷平衡的理念改善电场分布,并借助ISE-TACD仿真工具,依托内透明集电极(ITC)技术,研究了600 V槽栅CSL-p BL-ITC-IGBT电特性。为了保证器件承受住不小于10μs的短路时间,设置了哑元胞。在此基础上,仿真分析了CSL和p BL的尺寸及掺杂浓度、哑元胞尺寸等对器件特性的影响,并与普通的槽栅ITC-IGBT、点注入局部窄台面(PNM)ITC-IGBT的主要技术指标进行对比,给出CSL和p BL的尺寸及掺杂浓度的最佳范围。结果表明,合理的参数设计可使CSL-p BL-ITC-IGBT具有更优的技术折中曲线。
- 苏洪源胡冬青刘钺杨贾云鹏李蕊匡勇屈静
- 关键词：槽栅
- IGBT集电结局域寿命控制的比较与分析被引量：4
- 2014年
- 新型的电场终止型绝缘栅双极晶体管(FS-IGBT)改善了传统穿通型(PT)IGBT性能上的不足,但对于1 200 V以下器件需要超薄片加工。为打破加工技术的限制,用简易的厚片工艺实现薄片性能,可以在集电结附近设置载流子局域寿命控制层(LCLC)来改善器件性能。目前有两种方案:将LCLC区置于集电区内形成内透明集电极IGBT(ITC-IGBT);或置于缓冲层内,形成缓冲层局域寿命控制IGBT。对这两种结构的600 V器件结合具体参数进行了仿真和比较。仿真结果表明,两种结构的器件可实现几近相同的折中特性,但当LCLC区位于缓冲层内时,需要更低的局域寿命,且更易发生通态特性的回跳现象,影响器件性能。因此将LCLC区置于集电区,即形成ITC-IGBT结构是一个更好的选择,为探索用厚片工艺制造高性能IGBT提供了必要的参考。
- 周新田吴郁胡冬青贾云鹏张惠惠穆辛金锐刘钺杨
- 电荷耦合内透明集电极IGBT设计与仿真
- 2016年
- 针对沟槽型绝缘栅双极型晶体管(IGBT)栅电容较大、开关速度较慢的问题,基于内透明集电极(ITC)技术,将电荷耦合(CC)的思想应用于槽栅IGBT中。采用仿真工具MEDICI对电荷耦合内透明集电极IGBT(CC-ITC-IGBT)的击穿特性、导通特性和开关特性等进行了仿真研究,重点研究了电荷耦合区掺杂浓度和局域载流子寿命控制区(LCLC)载流子寿命对器件性能的影响,并和普通的槽栅内透明集电极IGBT进行了对比。结果表明,在给定的参数范围内,新结构在快速关断区域折中特性曲线更好,在低导通压降区域,优势变得不太明显,因而电荷耦合内透明集电极IGBT更适合做快速关断型。
- 李哲胡冬青金锐贾云鹏谭健周璇赵豹
- 关键词：绝缘栅双极型晶体管电荷耦合内透明集电极导通压降
- 600V槽栅IGBT优良性能的机理分析
- 2016年
- 槽栅结构对功率绝缘栅双极晶体管(insulate gate bipolar transistor,IGBT)的影响主要是n-漂移区的电导调制而不是对沟道电阻的改善,为了论证这一问题,采用仿真工具Sentaurus TCAD,针对600 V的Trench IGBT和Planar IGBT两种结构的阻断特性、导通特性和开关特性等进行仿真分析,重点研究了2种结构在导通态时n-漂移区和沟道区各自所占的通态压降的比例以及n-漂移区内的过剩载流子数量.结果表明:2种结构的沟道区压降所占比例较小且相差很少,槽栅结构的n-漂移区内载流子数量远超平面栅结构,电导调制效果更好,即槽栅结构主要是对n-漂移区的电导调制的改善.同时研究了2种IGBT结构的E_(off)-V_(CE(on))折中曲线,发现槽栅IGBT具有更低的通态压降和关断损耗.
- 吴郁周璇金锐胡冬青贾云鹏谭健赵豹李哲
- 关键词：BIPOLAR槽栅通态压降关断损耗
- 快速响应、高性能LDO的设计被引量：1
- 2015年
- 介绍一种高性能、快速响应、低抖动的LDO线性稳压器,其采用改进后的零极点跟随技术,使用工作在线性区的PMOS管作为可调的动态电阻,根据负载变化的情况动态地调整系统稳定性。同时在环路中加入微分器进一步增大系统稳定性。电流负载在1mA变化到100mA的情况下,带宽大于2.2MHz。最终在0.35μmTSMC下流片验证,当电流负载在10ns内从0切换到100mA,稳定时间小于3μs,输出电压差小于40mV。
- 靳佳伟吴郁万培元林平分
- 关键词：低压差线性稳压器低抖动快速响应
- 65 nm体硅工艺NMOS中单粒子多瞬态效应的研究被引量：3
- 2018年
- 针对NMOS场效应晶体管由重离子辐射诱导发生的单粒子多瞬态现象,参考65 nm体硅CMOS的单粒子瞬态效应的试验数据,采用TCAD仿真手段,搭建了65 nm体硅NMOS晶体管的TCAD模型,并进一步对无加固结构、保护环结构、保护漏结构以及保护环加保护漏结构的抗单粒子瞬态效应的机理和能力进行仿真分析。结果表明,NMOS器件的源结和保护环结构的抗单粒子多瞬态效应的效果更加明显。
- 梁永生吴郁郑宏超李哲
- 关键词：单粒子效应电荷共享抗辐射
- 改善高压FRD结终端电流丝化的新结构被引量：1
- 2013年
- 动态雪崩问题是影响高压硅功率二极管如高压快恢复二极管(FRD)坚固性的一个主要因素。文中通过仿真计算,比较了高压FRD两种不同终端结构的动态雪崩特性。结果表明,横向变掺杂2(VLD)终端结构的动态雪崩耐量比结终端延伸(JTE)结构更优。为改善后者动态雪崩过程中结终端处的电流丝化问题,文中提出改用P+/P阳极结构中的P型缓冲层做介于有源区与终端区之间的电阻区。仿真结果表明,相应的电流丝化问题可得到显著缓解。
- 吴立成吴郁魏峰贾云鹏胡冬青金锐査祎影
- 关键词：快恢复二极管终端结构
- 具有新型缓冲层的IGBT特性研究
- 2017年
- 为了降低低压场终止型IGBT的工艺难度并改善其关断特性,对注氢场终止型IGBT(PFS-IGBT)的缓冲层进行了研究,引入了传统场终止型IGBT(FS-IGBT)和线性缓变掺杂场终止型IGBT(LFS-IGBT)来与PFS-IGBT作对比。PFS-IGBT的缓冲层通过多次注氢形成,从背面到内部的掺杂浓度依次降低,具有多个浓度峰值,厚度为2030μm。FS-IGBT的缓冲层掺杂浓度较高,厚度为5μm。LFS-IGBT的缓冲层从背面到内部的掺杂浓度呈线性降低,其厚度为2030μm。采用Sentaurus TCAD对三种具有不同缓冲层结构的IGBT(600V/40A)的特性进行了分析。结果表明,PFS-IGBT通过控制注氢次数、剂量和能量可以获得最优的掺杂分布,器件性能与LFSIGBT相当,比FS-IGBT拥有更平缓的电流关断波形和更强的短路坚固性。
- 黄仁发胡冬青吴郁贾云鹏邹世凯安鹏振彭领
- 关键词：绝缘栅双极型晶体管开关特性
