高压厚膜SOI-LIGBT器件关键技术

功率芯片“卡脖子”技术的重要突破； 领域内国际领 先原创成果的总结； 突出工程实践，书中内容已开始进行产业化； 将对国内电力电子、智能家电、交通、机器人和物联网建设组建的国产化带来影响

张龙 2010年于中国矿业大学获学士学位，2013年、2018年于东南大学分别获硕士、博士学位，2018-2020年在东南大学从事博士后研究工作，目前为东南大学至善青年学 者，副教授，博士生导师，博士论文曾入选2019年度中国电子学会优 秀博士学位论文。主要研究方向为功率半导体集成工艺及器件，开发了600V高功率密度厚膜绝缘体上硅Bipolar-CMOS-DMOS-IGBT工艺，并实现了单片全集成智能功率芯片的自主制备。 孙伟锋 2000年、2003年、2007年于东南大学分别获学士、硕士及博士学位，目前为东南大学首 席教授，国家高层次人才，江苏省特聘教授，博士生导师。主要研究方向为功率半导体集成电路。 刘斯扬 2008年于合肥工业大学获学士学位，2011年、2015年于东南大学分别获硕士、博士学位，2015至2017年在东南大学从事博士后研究工作，目前为东南大学青年首 席教授，国家高层次人才，博士生导师，博士论文曾入选 2016年度中国电子学会优 秀博士学位论文。主要研究方向为功率半导体集成工艺、器件及可靠性。

第1章 绪论 1
1.1 单片智能功率芯片与厚膜SOI工艺 1
1.1.1 单片智能功率芯片 1
1.1.2 厚膜SOI工艺 2
1.1.3 LIGBT器件及其应用需求 3
1.2 高压厚膜SOI-LIGBT器件的研究现状 6
1.2.1 互连线技术 6
1.2.2 电流密度提升技术 7
1.2.3 短路鲁棒性 8
1.2.4 关断鲁棒性 10
1.2.5 快速关断技术 11
1.3 本书内容 12
参考文献 13
第2章 高压厚膜SOI-LIGBT器件的基本原理 20
2.1 耐压原理 20
2.2 导通原理 22
2.3 关断原理 24
2.3.1 开关波形 24
2.3.2 关断的物理过程 26
2.4 短路过程与失效机理 27
参考文献 32
第3章 高压厚膜SOI-LIGBT器件的互连线技术 33
3.1 HVI导致击穿电压下降的机理 33
3.2 等深双沟槽互连线技术 35
3.3 非等深双沟槽互连线技术 41
3.4 本章小结 49
参考文献 50
第4章高压厚膜SOI-LIGBT器件的电流密度提升技术 51
4.1 电流密度与闩锁电压的折中关系 51
4.2 直角U型沟道技术 55
4.3 非直角U型沟道技术 60
4.4 本章小结 70
参考文献 71
第5章高压厚膜SOI-LIGBT器件的鲁棒性 73
5.1 关断鲁棒性 73
5.1.1 多跑道并联SOI-LIGBT器件的非一致性关断特性 73
5.1.2 非一致性关断行为的改进 83
5.2 短路鲁棒性 84
5.2.1 双栅控制型器件及其短路能力 84
5.2.2 沟槽栅U型沟道器件的特性 89
5.2.3 平面栅与沟槽栅U型沟道器件的短路特性对比 94
5.3 开启电流过冲与di/dt控制技术 104
5.3.1 U型沟道SOI-LIGBT器件的di/dt可控性 104
5.3.2 预充电控制技术 106
5.4 击穿电压漂移现象 110
5.4.1 低温动态雪崩测试 111
5.4.2 动态雪崩稳定性机理 113
5.4.3 优化策略讨论 118
5.5 本章小结 122
参考文献 122
第6章高压厚膜SOI-LIGBT器件的快速关断技术 127
6.1 漂移区深沟槽技术 127
6.1.1 漂移区双沟槽器件及其关断特性 127
6.1.2 漂移区三沟槽器件及其关断特性 135
6.2 电压波形平台的产生机理与消除技术 144
6.2.1 电压波形平台的产生机理 145
6.2.2 电压波形平台的消除技术 148
6.3 复合集电极技术 156
6.3.1 复合集电极结构与原理 157
6.3.2 复合集电极SOI-LIGBT器件的特性 160
6.4 横向超结技术 165
6.4.1 横向超结的排列方式 166
6.4.2 关断过程电压波形分析 168
6.4.3 横向超结优化策略 174
6.5 阳极短路技术 178
6.5.1 结构和工作机理 178
6.5.2 电学特性 183
6.6 本章小结 188
参考文献 189
第7章高压厚膜SOI-LIGBT器件工艺流程与版图设计 193
7.1 工艺流程 193
7.2 版图设计 196
7.2.1 直条区域 196
7.2.2 拐角区域与HVI 197
7.2.3 跑道和隔离沟槽 197
参考文献 198
符号、变量注释表 199
缩略语 201