波狀基區(qū)RC-GCT的機(jī)理與特性研究.pdf

1、波狀基區(qū)RC-GCT是在傳統(tǒng)的逆導(dǎo)門極換流晶閘管(RC-GCT)的基礎(chǔ)上,引入復(fù)合隔離區(qū)和波狀p基區(qū)形成的新型電力半導(dǎo)體器件。由RC-GCT與門極硬驅(qū)動(dòng)電路集成在一起形成的IGCT,實(shí)現(xiàn)了器件門極快速換流,降低了電路損耗和成本、減小了設(shè)備體積、提高了裝置性能。所以,研究波狀基區(qū)RC-GCT新結(jié)構(gòu)的機(jī)理和特性具有重要意義。
　　本文以4.5kV波狀基區(qū)RC-GCT為例,利用ISE-TACD軟件首先研究了器件的工作機(jī)理,常溫和高溫特性

2、,并分析了關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)特性的影響,提取了最優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　第一,利用ISE-TCAD軟件模擬了器件在正向阻斷狀態(tài)下的二維電場(chǎng)分布和正向?qū)顟B(tài)、反向?qū)顟B(tài)時(shí)的內(nèi)部載流子分布,以及器件開(kāi)關(guān)過(guò)程中不同時(shí)刻的載流子分布情況,研究了器件的換流機(jī)理。另外模擬了器件中二極管部分的反向恢復(fù)特性和換向特性。
　　第二,根據(jù)對(duì)波狀基區(qū)RC-GCT器件機(jī)理的模擬與分析,研究了器件的正反向的靜態(tài)特性、動(dòng)態(tài)特性和二極管的反

3、向恢復(fù)特性。結(jié)果表明,n-基區(qū)對(duì)阻斷特性影響明顯;緩沖層是影響器件正向開(kāi)通和關(guān)斷的主要因素;器件的反向特性主要受緩沖層厚度和二極管陰極調(diào)控區(qū)面積的影響。
　　第三,研究了波狀基區(qū)RC-GCT器件的高溫特性。分析了溫度對(duì)載流子遷移率、壽命等的影響,模擬了溫度變化對(duì)器件靜態(tài)、動(dòng)態(tài)特性的影響。高溫特性結(jié)果表明,大電流密度下,器件的正向壓降 UF隨溫度的增加而增加;器件的正向開(kāi)通和關(guān)斷時(shí)間變長(zhǎng),拖尾電流增加;
　　最后,研究了不同的