可控硅整流器工艺设计手册PDF电子书下载

目录 1

第一篇 硅功率元件的一般介绍 1

第一章 硅整流元件 1

1.1 硅整流元件的整流特性 1

1.2 硅整流元件的特性参数 2

1.2.1 正向电流 3

1.2.2 正向压降 3

1.2.3 反向电流 5

1.2.4 反向击穿电压 5

第二章 可控硅整流元件 15

2.1 可控硅整流元件的工作原理 15

2.2 可控硅整流元件的特性参数 18

2.2.1 正向电流 19

2.2.2 正向转折电压与反向击穿电压 19

2.2.3 正向压降 28

2.2.4 开关特性 30

2.3 各项参数的综合考虑 36

第三章 可控硅整流元件的派生元件及触发元件 40

3.1 可控硅整流元件的派生元件 40

3.1.1 可关断可控整流元件（GTO） 40

3.1.2 P-X-P-N光开关（光可控元件） 41

3.1.3 硅双向元件 42

3.1.5 反向导通可控硅元件 44

3.1.4 可控硅开关（SCS） 44

3.2.1 单结晶体管（UJT） 45

3.2.2 互补单结晶体管（CUJT） 45

3.2 触发元件 45

3.2.3 P-N-P-X开关二极管 46

3.2.4 硅触发二极管（Diac） 46

3.2.5 硅单向开关（SUS） 47

3.2.6 硅双向开关（SBS） 47

4.1 硅整流元件的管芯工艺 49

4.1.2 扩散-合金法 49

4.1.1 合金法 49

第四章 管芯工艺概貌 49

第二篇 管芯工艺 49

4.1.3 全扩散法 50

4.2 可控硅整流元件的管芯工艺 50

4.2.1 扩散-合金法 50

4.2.2 全扩散法 51

4.2.3 外延法 52

第五章 硅片的机械加工 53

5.1 硅棒切片 53

5.2 硅片割圆 54

5.3 硅片研磨 55

5.4 硅片抛光 56

6.1 硅的腐蚀 57

第六章 材料的清洁处理及腐蚀 57

6.2 硅扩散片的电解腐蚀 59

6.3 常用金属及合金的腐蚀 59

6.4 玻璃器皿的清洁处理 61

6.5 石英器皿的清洁处理 61

6.6 石墨模具的清洁处理 61

6.7 钼片的清洁处理 61

第七章 扩散 62

7.1 概述 62

7.2 常用的几种扩散方式 64

7.2.1 闭管扩散 64

7.2.3 涂层扩散 65

7.2.2 载运气体扩散（开管扩散） 65

7.2.4 箱法扩散 66

7.2.5 二步扩散法 66

7.3 硅的扩散技术 67

7.3.1 P型杂质的扩散 67

7.3.2 N型杂质的扩散 75

7.3.3 两种杂质同时扩散 78

7.3.4 其他杂质的扩散及吸收 78

7.4 扩散参数 80

7.4.1 影响结深的一些因素 80

7.4.2 表面杂质浓度 83

7.4.3 扩散系数与硅基片杂质浓度和表面浓度的关系 85

7.5 结深及表面杂质浓度的测定 87

7.5.1 结深的测定 87

7.4.4 扩散层的电学特性 87

7.5.2 表面浓度的计算及测量 89

第八章 氧化与光刻 110

8.1 硅片的氧化 110

8.1.1 杂质在二氧化硅中的扩散系数 110

8.1.2 硼、磷扩散时二氧化硅层的掩蔽作用 111

8.1.3 二氧化硅层的生长方法 112

8.1.4 热氧化引起杂质再分布 117

8.1.5 氧化层测量与检查 118

8.2.1 光刻胶 120

8.2 光刻 120

8.2.2 二氧化硅腐蚀 121

8.2.3 光刻时蒸发铝膜的腐蚀 122

第九章 合金 123

9.1 相图 123

9.1.1 相图的一般特性 123

9.1.2 硅的二元相图 127

9.1.3 其他常用二元相图 135

9.2 合金P-N结 142

9.3 合金欧姆接触 143

9.4 合金材料 144

9.4.1 p-N结合金材料和欧姆接触合金材料 144

9.5 合金温度（烧结温度） 146

9.4.2 管芯焊接常用合金材料 146

9.6 合金深度（结深）的计算 148

9.7 合金结深度的测量 150

第十章 电镀与蒸发镀膜 151

10.1 电镀与化学镀 151

10.1.1 硅片镀镍 151

10.1.2 钼片镀镍 152

10.1.3 钼片镀银 152

10.1.4 管壳及钢件镀镍 153

10.1.5 管壳及钢件镀铬 155

10.2 蒸发镀膜 156

10.2.2 真空加热蒸发 157

10.2.1 电子束蒸发 157

第十一章 表面处理和保护 160

11.1 表面处理 160

11.1.1 磨角 160

11.1.2 表面化学腐蚀 163

11.2 表面保护 164

11.2.1 溅射二氧化硅保护膜 164

11.2.2 氢氟酸-硝酸系蒸气形成氧化保护膜 165

11.2.3 酸蒸气处理后追加有机硅烷处理形成钝化膜 166

11.2.4 表面保护涂敷物 167

12.1 管壳结构和工艺概貌 168

第十二章 管壳结构及制造工艺 168

第三篇 管壳及散热器 168

12.2 管壳设计的一般要求 171

12.3 管壳零部件的设计及加工 171

12.3.1 底座 171

12.3.2 内引线的断面积和形状 173

12.3.3 外引线的断面积和形状 176

12.3.4 引入体（管帽） 179

12.4 引入体金属与非金属的封接 181

12.4.1 陶瓷与金属封接 181

12.4.2 玻璃与金属封接 183

12.5 底座与引入体的封接 184

12.4.3 塑料封装 184

第十三章 散热器 186

13.1 设计的一般考虑 186

13.2 材料的选择及加工 190

13.2.1 材料的选择 190

13.2.2 加工 191

第四篇 硅功率元件的测试 193

第十四章 测试方法一般介绍 193

14.1 直流法 193

14.2 全动态法 193

14.3 半动态法 194

14.4 电表直接读数法 195

14.6 光点跟迹法 196

14.5 示波器直接读数法 196

第十五章 硅整流元件的测试 198

15.1 正向电压降及结温升的测试 198

15.1.1 结温升的测试 198

15.1.2 正向电压降的测试 199

15.2 反向伏-安特性的测试 200

15.2.1 硬特性元件的测试 201

15.2.2 软特性元件的测试 201

15.2.3 异常特性元件的测试 202

第十六章 可控硅整流元件的测试 204

16.1 正、反向伏-安特性（阻断状态）的测试 204

16.2.1 触发线路 205

16.2 正向电压降及结温升的测试 205

16.2.2 热敏电流的选取 206

16.2.3 全动态法测量热敏电压降 207

16.3 控制极特性的测试 208

16.4 维持电流的测试 209

16.5 开关时间、电压上升率、电流上升率的测试 210

16.5.1 基本定义 210

16.5.2 测试方法 212

第十七章 硅双向可控元件的测试 215

17.1 伏-安特性的测试 215

17.2 控制极特性的测试 216

附1.1.1 硅的各种性质 217

附1.1 常用材料的性质 217

附录一 常用材料的性质及它的安全使用 217

附录 217

附1.1.2 杂质元素在硅中的性质 218

附1.1.3 常用元素的主要性质 219

附1.1.4 常用气体的基本物理化学性质及其纯化材料 221

附1.1.5 低温材料 223

附1.1.6 真空材料 224

附1.1.7 电热材料 225

附1.1.8 磨料 229

附1.1.9 玻璃与石英玻璃 230

附1.1.10 树脂 231

附1.1.11 塑料 232

附1.1.12 有机硅高聚合物 235

附1.1.13 常用化学试剂 236

附1.1.14 离子交换树脂 243

附1.1.15 去离子水 244

附1.1.16 王水 248

附1.1.17 洗液 248

附1.2 常用材料的安全使用 248

附1.2.1 有机溶液的安全使用 248

附1.2.2 酸和硷的安全使用及急救 249

附1.2.3 气体的安全使用 250

附录二 热电偶温度-毫伏当量表 252

附录三 三角函数表及余误差函数表 262

附录四 硅功率元件实用测试线路图 265