400MHz 250W VDMOS功率场效应晶体管

研制出了在４００ＭＨｚ下连续波输出２５０Ｗ，功率增益１０ｄＢ的垂直双扩散场效应晶体管（ＶＤ－ＭＯＳＦＥＴ）．采用Ｍｏ栅降低串联电阻，４００ＭＨｚ下用共源推挽结构成功地进行了并联工作，在Ｖｄｓ＝５０Ｖ下实现了连续波输出２５０Ｗ，增益１０ｄＢ，漏极效率６０％．     

新型亚纳秒高功率半导体开关器件

介绍了一种基于半导体内部的等离子体波理论而设计制造的全固态高功率半导体开关器件--快速离化器件(FID),阐述了FID器件的工作机理.采用传统的电力电子器件的制造工艺技术,研制出了新型亚纳秒快速离化器件.FID器件采用无感裸芯片封装技术,寄生参数小.单个FID器件工作电压＞2 kV,导通时间＜1 ns,工作电流高迭10 kA,抖动＜20 ps,di/dt超过100 kA/μs,重复频率400 kHz.具有极易串并联、导通触发脉冲可同步产生、工作特性高度稳定、体积小、重量轻等优点,FID可与DSRD组合应用,当采用MARX电路连接时,可以获得几十千伏以上的高压快速脉冲.FID器件脉冲发生器具有广阔的应用前景.     

应用于LOCOS隔离工艺的平坦化技术研究

介绍了LOCOS隔离技术的原理,研究了应用于LOCOS工艺的反刻平坦化技术,通过调整刻蚀中反应气体流量等工艺参数,在CHF3流量50 mL/min、O2流量2 mL/min条件下,获得了较好的平坦化表面。研究了应用于LOCOS工艺的CMP平坦化技术,通过调整CMP压力、转速、流量等工艺参数,控制了抛光速率和精度,提高平坦化的均匀性,在工艺条件为压力1psi(1 psi=6.89×103 Pa),转速25 r/min,流量120 mL/min时,获得了良好的平坦化形貌。通过实验对比发现,CMP平坦化效果优于反刻平坦化,适合于实际生产应用。     

一种抗辐射加固功率器件--VDMNOSFET

采用Si3N4-SiO2双层栅介质及自对准重掺杂浅结P+区研制出了一种抗辐射加固功率器件--VDMNOSFET(垂直双扩散金属-氮化物-氧化物-半导体场效应晶体管).给出了该器件的电离辐射效应及瞬态大剂量辐射的实验数据,与常规VDMOSFET相比获得了良好的抗辐射性能.对研制的200V VDMNOSFET,在栅偏压+10V,γ总剂量为1Mrad(Si)时,其阈值电压仅漂移了-0.5V,跨导下降了10%.在γ瞬态剂量率达1×1012rad(Si)/s时,器件未发生烧毁失效.实验结果证明Si3N4-SiO2双层栅介质及自对准重掺杂浅结P+区显著地改善了功率MOS器件的抗电离辐射及抗辐射烧毁能力.     

2.6～2.8GHz 100W硅微波脉冲功率晶体管

研究并制造了2.6～2.8GHz输出功率100W、脉宽1μs、占空比25%、增益7dB、效率35%的硅微波脉冲功率晶体管。本文介绍了该器件的设计考虑和采用的工艺技术,给出了研制结果。     

TEOS-H_2O等离子CVD新技术

介绍了用正硅酸乙酯和水混合物进行等离子体增强化学汽相淀积制备氧化硅膜的原理和工艺, 对膜质量进行了分析和讨论     

SiC晶圆背面激光退火工艺研究

降低芯片背面金属-半导体欧姆接触电阻是有效提高器件性能的方式之一。采用650 V SiC肖特基势垒二极管(SBD)工艺,使用波长355 nm不同能量的脉冲激光进行退火实验,利用X射线衍射(XRD)和探针台对晶圆背面镍硅合金进行测量分析,得出最佳能量为3.6 J/cm²。退火后采用扫描电子显微镜(SEM)观察晶圆背面碳团簇,针对背面的碳团簇问题,在Ar;气氛下对晶圆进行了表面处理,使用SEM和探针台分别对两组样品的表面形貌和电压-电流特性进行了对比分析。实验结果表明,通过表面处理可以有效降低表面的碳含量,并且使器件正向压降均值降低了6%,利用圆形传输线模型(CTLM)测得芯片的比导通电阻为9.7×10^-6Ω·cm²。器件性能和均匀性都得到提高。     

SiC电力电子器件研究现状及新进展

由于硅材料本身的限制,传统硅电力电子器件性能已经接近其极限,碳化硅(SiC)器件的高功率、高效率、耐高温、抗辐照等优势逐渐突显,成为电力电子器件一个新的发展方向.综述了SiC材料、SiC电力电子器件、SiC模块及关键工艺的研究现状,重点从材料、器件结构、制备工艺等方面阐述了SiC二极管、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、结晶型场效应晶体管(JFET)、双极结型晶体管(BJT)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)及模块的研究进展.概述了SiC材料、SiC电力电子器件及模块的商品化情况,最后对SiC材料及器件的发展趋势进行了展望.     

特种快速大功率半导体切断开关的研制

介绍了大功率半导体切断开关(SOS)的工作原理和研制结果.面积为0.28 cm2的开关(59只串联)在300 Hz连续工作模式中,切断电流为1.9 kA,电流切断时间为9.56 ns;在1 000 Hz猝发工作模式中,切断电流为1.73 kA,电流切断时间为10.86 ns;在负载为470 Ω的耐压试验中,开关输出的高压窄脉冲的幅值为270 kV,宽度约为10 ns.