内容简介
超结是功率半导体器件领域的创新的耐压层结构之一，它将常规阻型耐压层质变为PN结型耐压层，突破了传统比导通电阻和耐压之间的“硅极限”关系（Ron,sp∝VB2.5），将2.5次方关系降低为1.32次方，甚至是1.03次方关系，被誉为功率半导体器件发展的“里程碑”。 本书概述了功率半导体器件的基本信息，重点介绍了作者在功率超结器件研究中获得的理论、技术与实验结果，包括电荷场调制概念、超结器件耐压原理与电场分布、纵向超结器件非全耗尽模式与准线性关系（Ron,sp∝VB1.03）、横向超结器件等效衬底模型、全域优化法、最低比导通电阻理论等。在此基础上，本书又提出了匀场耐压层新概念，即以金属-绝缘体-金属元胞替代PN结元胞，并对这种匀场耐压层的新应用进行了探索。本书可供半导体器件相关专业的科研工作者参考。
展开全文
- 第 1 章 功率半导体器件基础
- 1.1 概述
- 1.2 雪崩击穿
- 1.2.1 碰撞电离率与Ec 增强
- 1.2.2 雪崩击穿的分析方法
- 1.3 结终端技术与RESURF 技术
- 1.3.1 结终端技术
- 1.3.2 RESURF 技术
- 1.4 功率MOS 晶体管
- 1.5 IGBT
- 1.6 宽禁带功率半导体器件
- 参 考 文 献
- 第 2 章 超结器件耐压原理与电场分布
- 2.1 超结器件基本结构
- 2.2 电荷场调制
- 2.2.1 电荷场分析
- 2.2.2 电荷场的普适性
- 2.3 超结耐压层电场分布
- 2.3.1 超结器件耐压层电场概述
- 2.3.2 电场分布解析
- 2.3.3 特征厚度与电荷场
- 2.4 超结电场的二维性
- 2.4.1 超结电荷场的二维性
- 2.4.2 超结矢量场与电场三维分布
- 2.4.3 等势关系
- 2.5 超结器件全域优化与设计
- 2.5.1 功率半导体器件雪崩击穿路径
- 2.5.2 黄金分割优化法
- 2.5.3 神经网络预测
- 参 考 文 献
- 第 3 章 纵向超结器件
- 3.1 超结器件NFD 模式
- 3.1.1 VB 归一化系数与电荷场归一化因子
- 3.1.2 NFD 模式
- 3.1.3 Ron,min 归一化判断依据
- 3.1.4 纵向超结器件设计
- 3.1.5 超结器件Ec 增强
- 3.2 纵向超结器件Ron,min 理论
- 3.2.1 Ron,min 物理与解析基础
- 3.2.2 纵向超结R-阱模型
- 3.2.3 纵向超结Ron,min 优化法
- 3.2.4 全域Ron,sp 和电荷场归一化因子与Ron,sp-VB 关系
- 3.2.5 超结尺寸极限与3-D 超结Ron,min
- 3.3 纵向半超结器件Ron,min 优化
- 3.3.1 纵向半超结二维势、场解析
- 3.3.2 纵向半超结Ron,min 优化
- 3.4 纵向超结器件电流特性与安全工作区
- 3.4.1 电流特性
- 3.4.2 安全工作区
- 3.5 纵向超结器件瞬态特性
- 3.6 纵向超结器件实验
- 3.7 SiC 超结器件
- 3.7.1 SiC 一般特性
- 3.7.2 SiC 超结Ron,min
- 参 考 文 献
- 第 4 章 横向超结器件
- 4.1 横向超结器件SAD 效应
- 4.2 ES 模型
- 4.2.1 ES 模型简介
- 4.2.2 SAD 效应与理想衬底条件
- 4.2.3 CCL 掺杂分布
- 4.3 横向超结器件Ron,min 优化
- 4.3.1 横向超结与纵向超结器件Ron,min 优化比较
- 4.3.2 横向超结N、Ld 设计
- 4.3.3 横向超结Ron,sp-VB 关系
- 4.4 横向超结器件设计
- 4.5 横向超结器件实验
- 4.5.1 体硅衬底的横向单元胞超结器件实验
- 4.5.2 SOI 衬底的SJ/ENDIF 横向超结器件实验
- 4.5.3 基于归一化导电优化的半超结实验
- 4.5.4 超结Ron,sp∝VB1.03 关系初步实验
- 参 考 文 献
- 第 5 章 典型超结器件结构
- 5.1 纵向超结器件结构
- 5.1.1 超结器件典型制造工艺
- 5.1.2 纵向超结器件新结构
- 5.2 横向超结器件结构
- 5.2.1 抑制SAD 效应的典型方法
- 5.2.2 横向超结器件新结构
- 5.3 超结IGBT 器件
- 5.3.1 准单极异位输运模式
- 5.3.2 全域电导调制型超结IGBT
- 5.4 宽禁带超结器件
- 5.4.1 SiC 超结器件结构
- 5.4.2 GaN 超结器件结构
- 5.5 高K 耐压层及器件新结构
- 5.5.1 高K 耐压层机理
- 5.5.2 高K 器件新结构
- 参 考 文 献
- 第 6 章 匀场器件
- 6.1 匀场耐压层
- 6.1.1 表面与体内MIS 调制
- 6.1.2 新型匀场耐压层匀场机制
- 6.2 匀场机理与模型
- 6.2.1 电荷自平衡
- 6.2.2 周期场调制模型
- 6.3 匀场器件
- 6.3.1 具有匀场耐压层的LDMOS 器件
- 6.3.2 互补耗尽机理与C-HOF 器件
- 6.3.3 三维体内曲率效应与Trench-stop 器件
- 6.4 匀场介质终端技术
- 6.5 匀场耐压层实验
- 6.5.1 匀场耐压层实现关键工艺
- 6.5.2 匀场耐压层工艺仿真
- 6.6 匀场器件实验
- 6.6.1 匀场LDMOS 器件实验
- 6.6.2 C-HOF LDMOS 器件实验
- 6.6.3 具有漏端耗尽截止槽的C-HOF LDMOS 器件实验
- 6.6.4 介质终端技术实验
- 6.7 匀场耐压层应用探索
- 6.7.1 SOI 器件
- 6.7.2 高压互连技术与体内曲率结扩展技术
- 6.8 非完全式雪崩击穿原理与more silicon 发展
- 参 考 文 献
- 附录1 功率半导体器件基本图表
- 1.1 功率半导体材料性质
- 1.2 给定耐压层长度L 下的硅的理想击穿电压VB
- 1.3 给定耐压层长度L 下的理想平均电场Ep0
- 1.4 给定耗尽距离ts 下的最高掺杂浓度Nmax 与优化掺杂浓度N 的范围
- 1.5 给定耗尽距离t 下的最高掺杂剂量Dmax 与优化掺杂剂量D 的范围
- 1.6 给定掺杂浓度N 下的比导通电阻Ron,sp
- 附录2 超结傅里叶级数法解的化简与电荷场归一化
- 附录3 神经网络实例
- 附录4 R-阱与R on,min优化算法
- 附录5 横向超结耐压层三维势、场傅里叶级数法
- 附录6 本书功率器件发展树Power tree
- 参 考 文 献
- 中国电子学会简介
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版权信息
出版社：人民邮电出版社
出版时间：2023
作者：张波
温馨提示：
1.本电子书已获得正版授权，由出版社通过知传链发行。
2.该电子书为虚拟物品，付费之后概不接收任何理由退款。电子书内容仅支持在线阅读，不支持下载。
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