功率半导体器件 工作原理和制造工艺PDF电子书下载

目录 1

译者的话 1

第一章 基本概念 1

1.1 寿命 2

1.2 载流子输运 7

1.3 单注入 10

1.3.1 局部填满的复合中心 12

1.4 双注入 13

1.3.2 穿通 13

1.4.1 雪崩注入 14

1.4.2 碰撞电离 16

1.4.3 电流线和微等离子体 17

1.5 热不稳定性 18

1.5.1 本征温度 18

1.5.2 中等离子体和二次击穿 19

1.5.2.1 稳态特性 20

1.5.2.2 起始时间 23

1.6 问题 25

第二章 反向偏置二极管 26

2.1 反向电流 27

2.2 雪崩击穿 29

2.3 倍增因子 31

2.4 击穿电压 32

2.4.1 突变结 33

2.4.2 穿通结 36

2.4.3 n+-i-p+结 37

2.4.4 线性结 38

2.4.5 扩散结 42

2.5 耗尽层弯曲 45

2.5.1 柱面结 46

2.5.2 球面结 48

2.5.3 扩散保护环结构 50

2.5.5 等势环 57

2.5.4 场极板结构 58

2.6 表面成形技术 59

2.6.1 正倾斜结 60

2.6.2 负倾斜结 60

2.6.3 倾斜的晶闸管结构 64

2.6.4 倾斜的p+-n-n+结构 67

2.6.5 腐蚀外形的简易方法 68

2.7 不稳定性 68

2.7.1 中等离子体和二次击穿 71

2.8 问题 72

第三章 正向偏置二极管 73

3.1 突变结 73

3.1.1 正向注入 73

3.1.1.1 窄基区二极管 77

3.1.2 反向恢复 78

3.2 扩散结 83

3.2.1 重掺杂效应 85

3.3 p+-i-n+二极管 87

3.3.1 正向电压 91

3.3.1.1 载流子-载流子散射效应 93

3.3.1.2 俄歇复合效应 94

3.3.1.3 注入效率的影响 95

3.3.2 反向恢复 102

3.3.2.1 中间区掺杂效应 107

3.4 不稳定性 109

3.3.2.2 扩散结效应 109

3.5 问题 110

第四章 晶体管 112

4.1 器件结构 112

4.2 输出特性 114

4.3 电流增益 121

4.3.1 注入效率 123

4.3.2 高电平β下降：发射极效应 125

4.3.3 高电平β下降：集电极效应 130

4.3.3.2 一维模型 134

4.3.3.1 二维模型 134

4.4 增益-带宽乘积 136

4.4.1 n+-p-n+晶体管 136

4.4.2 n+-p-v-n+晶体管：弱场情形 137

4.4.3 n+-p-v-n+晶体管：强场情形 137

4.5 不稳定性和二次击穿 137

4.5.1 侧向电不稳定性 138

4.5.1.1 高压条件下器件的工作 139

4.5.1.2 大电流条件下器件的工作 140

4.5.2 侧向热不稳定性 141

4.5.3 有关的措施 143

4.5.4 安全工作区 145

4.5.5 结束语 146

4.6 问题 147

第五章 晶闸管 148

5.1 反向阻断模式 150

5.2 正向阻断模式 155

5.2.1 电阻分路 159

5.2.2 阴极短路 160

5.2.3 其它的短路结构 163

5.3 正向传导模式 165

5.3.1 维持电流 167

5.4 开启过程 168

5.4.1 di/dt限制 171

5.4.1.1 扩展速度 172

5.4.1.2 di/dt额定值的改进 174

5.4.1.3 放大的控制极晶闸管 176

5.4.2 du/dt效应 177

5.4.2.1 du/dt额定值的改进 178

5.4.2.2 与开启过程的相互作用 179

5.4.3 光开启 180

5.5 反向恢复 182

5.5.1 恢复特性的改进 186

5.5.1.1 降低寿命的技术 186

5.5.1.2 辅助的控制极关断 187

5.5.1.3 反向传导晶闸管 189

5.6 控制极关断 191

5.6.1 压缩速度 192

5.6.3 最大阳极电流 195

5.6.2 关断增益 195

5.6.4 下降时间 196

5.6.5 结束语 197

5.7 双向晶闸管 197

5.7.1 结型控制极控制 199

5.7.2 间接控制极控制 200

5.7.3 双向三端晶闸管 201

5.7.3.1 换向速率du/dt 206

5.7.4 触发器件 207

5.8 不稳定性和失效模式 209

5.9 问题 211

第六章 制造工艺 212

6.1 原材料 213

6.1.1 直拉硅 213

6.1.2 浮带区熔硅 215

6.1.3 中子掺杂 218

6.2 结的形成 220

6.2.1 扩散 220

6.2.1.1 闭管系统 224

6.2.1.2 开管系统 225

6.2.1.3 掺杂剖面分布 226

6.2.2 合金 229

6.2.3 外延 231

6.3 深能级的控制 234

6.3.1 改进寿命的技术 235

6.3.1.1 含卤素的掺杂源 236

6.3.1.2 金属吸收 236

6.3.1.4 玻璃层 237

6.3.1.3 机械损伤 237

6.3.2 降低寿命的技术 238

6.3.2.1 掺杂 238

6.3.2.2 电子辐照 241

6.4 欧姆接触 242

6.5 引线和小片连接 244

6.5.1 热学设计 244

6.5.1.1 瞬变热阻抗 245

6.5.2 焊料系统 248

6.5.3 冷压连接系统 249

6.6 表面钝化 251

6.6.1 有机涂料和涂覆 251

6.6.2 玻璃 251

6.6.3 热氧化层 252

6.6.4 多晶硅膜 253

6.7 密封和组装 254

硅的性质 256

常用物理常数 256

符号 257

参考文献 267