硅基功率JBS-MPS肖特基整流器的研制.pdf

1、為拓寬硅基肖特基整流器在中高壓和大功率器件領(lǐng)域的應(yīng)用市場(chǎng)，新型的肖特基整流器（即結(jié)勢(shì)壘肖特基整流器或混合 p in/肖特基整流器，簡(jiǎn)稱為JBS/MPS整流器）結(jié)構(gòu)被提出。這兩種新型肖特基整流器分別將 p-n結(jié)或 p in結(jié)構(gòu)和肖特基集成在一個(gè)芯片上。該種技術(shù)只在工藝上增加了一步光刻，大大降低了其制作成本，使得制備出的新型肖特基整流器具備高擊穿電壓、低漏電流、低閾值電壓等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也具有很好的抗浪涌能力及較短的反應(yīng)恢復(fù)時(shí)間。
　　根

2、據(jù)10-20A/600V J BS肖特基整流管的研制項(xiàng)目的指標(biāo)，從硅基J BS/MPS整流器的基本理論著手，詳細(xì)討論、計(jì)算和仿真模擬確定硅基JBS/MPS整流器的版圖與參數(shù)，然后根據(jù)流片結(jié)果分析硅基JBS/MPS整流器的特性，具體工作如下：
　　（1）根據(jù)肖特基管的理論推導(dǎo)出JBS/MPS整流器的基本理論及該器件參數(shù)與其電特性的詳細(xì)關(guān)系，發(fā)現(xiàn)電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)對(duì)JBS/MPS整流器有很大的影響；
　?。?）通過(guò)流片實(shí)驗(yàn)，詳細(xì)的研究

3、了有源區(qū)結(jié)構(gòu)、氧化層厚度、p+結(jié)的摻雜濃度、金屬勢(shì)壘對(duì)JBS/MPS整流器性能的影響，并根據(jù)討論的結(jié)果和工藝條件提出在有源區(qū)中采用蜂窩狀結(jié)構(gòu)，以便能更大程度地提高JBS/MPS整流器的電特性及硅片的一致性。
　?。?）通過(guò)對(duì)JBS/MPS整流器的理論計(jì)算和S ilvaco軟件模擬仿真最終得出采用多道場(chǎng)限環(huán)的終端結(jié)構(gòu)可以在一定程度上提高器件的擊穿電壓，且在MPS整流器上采用TEOS-BPSG、多晶硅、SiO2多層鈍化層和場(chǎng)限環(huán)相結(jié)合

4、的終端結(jié)構(gòu)。
　　綜上工作，我們根據(jù)改進(jìn)的版圖（MPS版）進(jìn)行流片、封裝及測(cè)試，并對(duì)其電特性、溫度特性進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：制備的MPS整流器電特性優(yōu)良，一致性好。正向壓降不大于1.2V的情況下，正向電流達(dá)到了10A；在正向壓降不大于1.5V的情況下，正向電流達(dá)到20A；在反向漏電流不大于100μA情況下，反向擊穿電壓達(dá)到600V以上；隨著環(huán)境溫度的增加，MPS整流器的正向壓降隨溫度的升高而不斷降低，而其反向擊穿電壓則將不斷增大。