GaAs光電導(dǎo)開關(guān)優(yōu)化及背面觸發(fā)下閃絡(luò)特性研究.pdf

1、隨著脈沖功率技術(shù)的飛速進(jìn)步，半導(dǎo)體器件向著高電壓大功率的方向發(fā)展，尤其是半絕緣砷化鎵光電導(dǎo)開關(guān)(Semi-lnsulatedGaAsphotoconductivesemiconductorswitches，簡(jiǎn)稱PCSSs)，以其極高開關(guān)響應(yīng)速度、極小的電感和較大通流能力，受到國(guó)內(nèi)外研究者的廣泛重視。然而，現(xiàn)今制約光電導(dǎo)開關(guān)發(fā)展的主要原因在于：當(dāng)在光電導(dǎo)開關(guān)兩端施加較高電壓時(shí)，開關(guān)表面會(huì)出現(xiàn)閃絡(luò)放電現(xiàn)象，尤其在電極邊緣，并常常伴隨有破壞現(xiàn)

2、象，而此時(shí)所加電場(chǎng)強(qiáng)度卻遠(yuǎn)低于砷化鎵材料本身的擊穿場(chǎng)強(qiáng)。因此，砷化鎵光電導(dǎo)開關(guān)的工作場(chǎng)強(qiáng)遠(yuǎn)低于砷化鎵材料本身的擊穿場(chǎng)強(qiáng)，這極大的限制了砷化鎵光電導(dǎo)開關(guān)的工作性能。
　　 20世紀(jì)末，國(guó)內(nèi)外形成了對(duì)半導(dǎo)體材料沿面閃絡(luò)放電現(xiàn)象研究的熱潮，大量關(guān)于閃絡(luò)放電現(xiàn)象的理論解釋被提出。盡管對(duì)閃絡(luò)特性的理論研究已取得了很多的成果，然而閃絡(luò)是一個(gè)極為復(fù)雜的現(xiàn)象，因此至今人們對(duì)其內(nèi)在機(jī)理還不是十分清楚。如何抑制閃絡(luò)放電現(xiàn)象的發(fā)生是現(xiàn)今人們研究的重要

3、課題，也是提高半導(dǎo)體器件性能的重要因素。
　　 本文依據(jù)二次電子發(fā)射等理論，分析了GaAs光電導(dǎo)開關(guān)沿面閃絡(luò)的發(fā)生機(jī)理。對(duì)GaAs光電導(dǎo)開關(guān)沿面閃絡(luò)發(fā)生時(shí)的電場(chǎng)進(jìn)行了分析，指出表面電場(chǎng)的畸變是沿面閃絡(luò)發(fā)生的重要因素。
　　 對(duì)GaAs光電導(dǎo)開關(guān)的電極進(jìn)行了改進(jìn)，優(yōu)化了表面電場(chǎng)分布。采用了新型的絕緣封裝技術(shù)，成功研制了高性能的GaAs光電導(dǎo)開關(guān)，有效抑制了沿面閃絡(luò)的發(fā)生，大大提高了閃絡(luò)電壓。
　　 首次提出了背面觸