车用功率半导体器件设计与应用

本书使用大量图表，通俗易懂地讲解功率器件的运行和设计技术，其中，第1章概述功率器件在电路运行中的作用以及功率器件的种类，同时解释为何功率MOSFET和IGBT已成为当前功率器件的主角；第2章和第3章讲述硅功率MOSFET和IGBT，从基本单元结构描述制造过程，然后以浅显易懂的方式解释器件的基本操作，此外，还提到了功率器件所需的各种特性，并加入改进这些特性的近期新器件技术的说明；第4章以肖特基势垒二极管和PIN二极管为中心进行讲述；第5章概述SiC功率器件，讲解二极管、MOSFET和封装技术，对于最近取得显著进展的近期新的SiCMOSFET器件设计技术也进行了详细介绍。

第1章 车用功率器件 1
1.1 简介 3
1.2 电压型逆变器和电流型逆变器 5
1.3 功率器件的作用 7
1.4 功率器件的类型 11
1.5 MOSFET和IGBT的兴起 12
1.6 近期功率器件技术趋势 14
1.7 车用功率器件 15
1.8 车用功率器件的种类 17
参考文献 19
第2章 硅MOSFET 21
2.1 简介 23
2.2 功率MOSFET 24
2.2.1 基本单元结构 24
2.2.2 功率MOSFET制作工艺 25
2.2.3 MOS结构的简单基础理论 26
2.2.4 常开特性和常闭特性 32
2.2.5 电流-电压特性 34
2.2.6 漏极-源极间的耐压特性 35
2.2.7 功率MOSFET的导通电阻 39
2.2.8 功率MOSFET的开关特性 43
2.2.9 沟槽栅极功率MOSFET 46
2.2.10 最优选的硅功率MOSFET 47
2.2.11 MOSFET内置二极管 54
2.2.12 外围耐压区 56
参考文献 60
第3章 硅IGBT 63
3.1 简介 65
3.2 基本单元结构 65
3.3 IGBT的诞生 66
3.4 电流-电压特性 68
3.5 集电极-发射极间的耐压特性 69
3.6 IGBT的开关特性 71
3.6.1 导通特性 73
3.6.2 关断特性 76
3.7 IGBT的破坏耐量（安全工作区域） 79
3.7.1 IGBT关断时的破坏耐量 79
3.7.2 IGBT负载短路时的破坏耐量 80
3.8 IGBT的单元结构 82
3.9 IGBT单元结构的发展 83
3.9.1 IGBT晶圆减薄工艺 87
3.10 IGBT封装技术 90
3.11 近期新IGBT技术 91
3.11.1 表面单元结构的近期新技术 91
3.11.2 逆阻型IGBT和逆导型IGBT 92
3.12 未来展望 95
参考文献 97
第4章 硅二极管 99
4.1 简介 101
4.2 二极管的电流-电压特性和反向恢复特性 101
4.3 单极二极管 103
4.3.1 肖特基势垒二极管（SBD） 103
4.4 双极二极管 104
4.4.1 PIN二极管 104
4.4.2 SSD和MPS二极管 109
参考文献 111
第5章 SiC功率器件 113
5.1 简介 115
5.2 晶体生长和晶圆加工工艺 115
5.3 SiC单极器件和SiC双极器件 116
5.4 SiC二极管 117
5.4.1 SiC-JBS二极管 119
5.4.2 SiC-JBS制备工艺 121
5.4.3 SiC-JBS二极管外围耐压区 123
5.4.4 SiC-JBS二极管的破坏耐量 125
5.4.5 硅IGBT和SiC-JBS二极管的混合模块 126
5.4.6 SiC-PIN二极管的正向劣化 126
5.5 SiC-MOSFET 128
5.5.1 SiC-MOSFET制造工艺 130
5.5.2 源极-漏极间的耐压设计 133
5.5.3 平面MOSFET单元设计 135
5.5.4 SiC沟槽MOSFET 136
5.5.5 SiC沟槽MOSFET制作工艺 137
5.5.6 SiC-MOSFET的破坏耐量解析 139
5.6 近期新SiC-MOSFET技术 141
5.6.1 SiC超级结MOSFET 141
5.6.2 新型MOSFET 142
5.7 SiC器件贴装技术 143
参考文献 146