高压快速软恢复二极管研究

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1、Ａ击种成＊著ＵｍＶＥＲＳＩＣＳＣＩＥＨＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮ专业学位硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＩＯＮＡＬＤＥＧＲＥＥＰＷ＼－－．！Ｋ＇＇Ｉ．－论支题目高压快速软恢复二极管硏究专业学位类别工程硕±—＿一————－学号２０１３２２０４０４２２——Ｑ作者姓名谭巍．指导教师李建清教授—■■■■Ｉ■．Ｃ＇■．．！车．＇’＊；＾

2、，：心．，１＾一．、．．＇ｔ１＇．Ｘ．＇■：？片．？．独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：。年月日哪森之／乙＾＾论支使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文盘

3、的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可将学位论文扫的全描等部或复制部分手段内容保编存入有关数据库进行检索，可抖采用影印、缩印或、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：（多曰期：加６年Ｃ月＾曰分类号密级注1UDC学位论文高压快速软恢复二极管研究（题名和副题名）谭巍（作者姓名）指导教师李建清教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称电子与通信工程提交论文日期2016.04论文答辩日期

4、2016.05学位授予单位和日期电子科技大学2016年6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。ResearchonthehighvoltageandfastsoftrecoverydiodeAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringWeiTanAuthor:JianqinLiSupervisor:SchoolofPhysicalElectronicsSchool:摘要摘要随着功率

5、器件向着大容量、高频率方向的发展，对续流二极管也提出了更严格的要求，硅作为自然界最丰富的材料之一，以硅为基础的功率器件仍将是一个相当长时间范围内的主流器件。因此，研究硅基功率二极管的快速软恢复技术，进一步优化或改进器件结构，获得在应用中满意的反向恢复特性具有很现实的实际意义和应用价值。本文首先简要分析了硅基功率二极管的反向恢复特性原理，指出了要想获得软关断特性，关键在于实现器件内部载流子的反转分布；在此基础上，提出了一种场电荷抽取二极管结构，该结构对阴极进行改进，在阴极部分引入P+层，在关断末期，通过器件内部电场的作用，使得阴极的P+部分注入空穴，减缓了反

6、向恢复电流的变化率，从而获得软关断特性；并简要介绍了表征功率二极管反向恢复特性的参数。接着，详细讨论了场电荷抽取二极管的结构设计，从理论上探讨了器件反向恢复特性与结构之间的关系，并给出它们之间的数学计算式；在此基础上，设计了一个150A/1200V的场电荷抽取二极管结构，采用数值模拟的方法验证了器件的正向导通特性、反向阻断特性和动态开关特性。结果表明：场电荷抽取二极管结构能够实现快速软关断，相比少子寿命技术二极管其关断损耗更小。然后，对场电荷抽取二极管结构的反向恢复特性作了进一步的探讨，讨论了在低温、高换向率didt下，器件反向恢复特性的变化情况。结果发现

7、：场电荷抽取二极管在上述条件下，仍能够实现软关断，具有较强的耐动态雪崩的能力。最后，优化了器件结构参数，使得器件反向特性到达最佳。在结构研究的基础上，更进一步的研究了场电荷抽取二极管器件的制作工艺，由于器件结构阴极比较复杂，提出了采用两步扩散法的工艺方案，设计了场电荷抽取二极管的工艺流程，采用数值模拟技术，模拟了整个工艺方案，并验证了工艺制作完成后，器件的各种特性参数。结果表明：器件各种特性参数符合预期设计，表明该工艺方案可行。最后，本论文的研究成果对于高压快速软关断二极管的开发和设计有一定的参考价值和实际意义。关键字：功率二极管，软关断，反向恢复特性，数

8、值模拟IABSTRACTABSTRACTThepowerdevic