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快恢复超结VDMOS器件是一种新型的超结VDMOS器件,它具体有极短的反向恢复时间,是当前功率半导体器件的发展方向之一。将快恢复超结VDMOS器件应用到LLC、AC-DC以及桥式驱动电路中可以提高系统的能效、提高系统可靠性的同时减小系统对外界的电磁干扰。在提倡绿色科技的今天,研究快恢复超结VDMOS技术对于减小能源消耗、发展绿色科技具有十分重要的意义。 本文采用理论分析与TCAD仿真相结合的方法,设计出了一款600V快恢复超结VDMOS器件。论文首先对超结VDMOS器件快恢复技术进行了深入的研究,研究发现电子辐照技术与肖特基技术、金掺杂技术相比具有最优的反向恢复特性和泄漏电流特性。然后着重研究了不同电荷不平衡情况下600V快恢复超结VDMOS器件的反向恢复特性、击穿电压、泄漏电流、雪崩能量及dv/dt可靠性。研究发现当超结VDMOS的P-pillar区的总电荷数大于N-pillar区的总电荷数时,器件的击穿电压、雪崩耐量及dv/dt能力都会得到提升。在理论分析的基础上设计了一款600V快恢复超结VDMOS器件,并进行了流片实验。 测试结果表明器件的击穿电压为712V、泄漏电流为2.33μA、反向恢复电荷为250nC、反向恢复时间为55ns、反向恢复电流为4.9A、导通电阻为0.40Ω、雪崩能量为332mJ。与普通超结VDMOS器件相比,600V快恢复超结VDMOS器件的反向恢复电荷减小了78%,达到了设计指标要求。