SOI+LIGBT负阻效应研究

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1、单位代码：10293密级：专业学位硕士论文论文题目：SOILIGBT负阻效应研究学号1212022702姓名刘雪松导师成建兵专业学位类别工程硕士类申请型全日制专业申请（领域）集成电路工程论文提交日期2015.3万方数据ResearchonNegativeDifferentialRegimeofSOILIGBTThesisSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsfortheDegreeofMasterofEngineeringByLiuXuesongSupervisor:Prof.Cheng

2、JianbingMarth2015万方数据南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以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，也不包含为获得南京邮电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了谢意。本人学位论文及涉及相关资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。研究生签名：_____________日期：____________南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮

3、电大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档；允许论文被查阅和借阅；可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索；可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。本文电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。论文的公布（包括刊登）授权南京邮电大学研究生院办理。涉密学位论文在解密后适用本授权书。研究生签名：____________导师签名：____________日期：_____________万方数据摘要横向绝缘栅双极晶体管（LateralInsulatedGateBipolarTransistor，LIGBT）是一种将功率MOS

4、场效应晶体管和双极晶体管两者优点结合而成的功率器件，同时具备高输入阻抗和低导通压降的特点，因此LIGBT器件被广泛地应用在各种电力电子系统之中。绝缘层上硅（SiliconOnInsulator，SOI）材料具有寄生电容小和集成度高的优点，本文分析的对象正是SOILIGBT器件。SOILIGBT双极器件的特点在器件工作在通态时通过电导调制作用降低导通电阻，但是在关态时，漂移区中存在的大量过剩载流子造成双极功率器件特有的拖尾电流现象，降低了器件的关断速度，增大了关断损耗。研究人员通常采用阳极短路LIGBT结构来提高器件的关断速度，但是导通时这种结构在从LDMOS模

5、式向LIGBT模式转变的过程中会产生负阻效应。基于对负阻效应机理的分析，本文提出了两种SOILIGBT新结构，在提高器件的关断速度同时又抑制导通时的负阻效应。第一种结构是将阳极短路SOILIGBT的N+区抬高，改变导通时电子流通的路径，降低阳极P+/n-buffer结开启所需要的阳极电压，从而使得器件较早的进入LIGBT模式，从而到达抑制负阻效应的目的，同时阳极N+区依然起到关断时抽取电子，减少关断时间的目的。第二种结构是介质隔离和结隔离相结合的SOILIGBT结构，即在阳极P+区和N+区之间加入绝缘槽，在阳极N+下方加入不完全包围N+的p-buffer区。这

6、种结构首先在导通时改变电子的流通路径，p-buffer区能够阻碍电子从漂移区进入阳极N+区，从而抑制负阻效应；其次在关断时，阳极N+、p-buffer和N-drift组成的三极管开启，能够从漂移区中加速抽取电子，获得较高的关断速度。关键词:SOILIGBT，负阻，关断时间I万方数据AbstractLateralinsulatedgatebipolartransistor(LIGBT)isakindofcompositepowerdevice,whichismadeupofpowerMOSfieldeffectTransistorandaBipolarTrans

7、istor.ithasthecharacteristicsofbothhighinputimpedanceandlowvoltagedrop,soLIGBTdeviceiswidelyusedinvariouspowerelectronicssystem.SiliconOnInsulator(SOI)materialhastheadvantageoflowerparasiticcapacitance,andhigherintegration,theobjectofthispaperanalyzesisSOILIGBTdevice.However,duetoSO

8、ILIGBTdeviceisabipo