【摘 要】
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IGBT模块直接覆铜(DBC)基板与底板进行回流焊接过程中,由于材料热膨胀系数不匹配,会产生较大翘曲与残余应力,影响模块可靠性.针对某柔性直流(VSC-HVDC)输电用大功率IGBT模块,基于有限元法,根据实际真空回流焊温度曲线,对比分析了Al2O3/Cu、AlN/AISiC和Si3N4/AlSiC 3种陶瓷衬板与底板组合的焊接翘曲变形与残余应力分布.结果 表明相对于Cu底板,采用AlSiC底板能有效降低底板翘曲与残余应力.相较于Si3N4陶瓷衬板,AlN陶瓷衬板与AlSiC底板的热膨胀系数匹配度更高,焊
【机 构】
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南瑞集团(国网电力科学研究院)有限公司,南京211106;南瑞联研半导体有限责任公司,南京211106;国网山西省电力公司检修分公司,太原030032
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IGBT模块直接覆铜(DBC)基板与底板进行回流焊接过程中,由于材料热膨胀系数不匹配,会产生较大翘曲与残余应力,影响模块可靠性.针对某柔性直流(VSC-HVDC)输电用大功率IGBT模块,基于有限元法,根据实际真空回流焊温度曲线,对比分析了Al2O3/Cu、AlN/AISiC和Si3N4/AlSiC 3种陶瓷衬板与底板组合的焊接翘曲变形与残余应力分布.结果 表明相对于Cu底板,采用AlSiC底板能有效降低底板翘曲与残余应力.相较于Si3N4陶瓷衬板,AlN陶瓷衬板与AlSiC底板的热膨胀系数匹配度更高,焊接后翘曲与残余应力最小.测试结果表明,AlN/AlSiC组合的仿真与实测变形量基本一致,测量范围内长边和短边方向误差分别为5.9％和5.6％.
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提出了一种采用高性能负压电荷泵的有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)驱动DC-DC转换器.正输出电压(VOP)由升压转换器(BOOST)和线性稳压器(LDO)级联产生,BOOST中使用前馈方法改善线性瞬态响应,LDO保证了芯片在全负载电流范围内输出电压的纹波.负输出电压(VON)由一种新颖负压电荷泵电路产生,电荷泵仅由MOSFET构成以提高效率.提出了一种新型的转换负压的电平转换电路,降低了开关管导通电阻并提高了负压效率.采用突发(BURST)控制模式提高了轻载效率.芯片采用0.18 μm BCD工艺,
硅外延片的参数受衬底以及外延层两方面影响,研究了衬底背面SiO2层边缘去除宽度(简称去边宽度)对高阻厚层硅外延片参数的影响.对比0、0.3和0.5 mm三种去边宽度硅外延片的参数发现,去边宽度对外延层厚度不均匀性没有影响,对外延层电阻率不均匀性影响巨大,外延层电阻率不均匀性与衬底去边宽度呈正比.衬底去边宽度也会影响外延片的外观、表面颗粒以及滑移线.进一步研究了去边宽度对后续制备MOS管在晶圆片内击穿电压分布的影响,发现去边宽度越宽,晶圆片内MOS管击穿电压差越大.综合考虑外延片及其制备器件参数,选择0.3
基于GaN HEMT工艺研制了一款8～12.5 GHz宽带6 bit数字移相器.通过采用优化的宽带拓扑和集总元件,以及在片上集成GaN并行驱动器,提高了移相精度,缩小了芯片的尺寸,减少了控制端数量.测试结果表明,在8～12.5 GHz频带内,全部64个移相状态下,插入损耗小于11 dB,输入回波损耗小于-14 dB,输出回波损耗小于-16 dB,移相均方根误差小于1.8°,幅度变化均方根误差小于0.5 dB.在8 GHz频率下,1 dB压缩点输入功率高达33 dBm.芯片尺寸为5.05 mm×2.00 m
基于Sentaurus TCAD软件,研制了一款6.5 kV SiC光控晶闸管.通过优化雪崩击穿模型,对多层外延材料的规格及渐变终端技术进行研究,有效抑制了芯片表面峰值电场,实现了6.5 kV的耐压设计;此外结合实际应用需求,对器件的开通特性进行了仿真模拟.在4英寸(1英寸=2.54 cm)SiC工艺平台制备了6.5 kV SiC光控晶闸管,并对器件性能进行了测试.测试结果显示,芯片击穿电压超过6.5 kV,在4 kV电源电压以及365 nm波长紫外光触发的条件下,器件导通延迟约为200 ns,脉冲峰值电
提出了一种基于分段拟合的SiC MOSFET模型优化方法.将表征静态特性的核心单元模型优化为分段模型,以使其能同时准确表征高、低栅压下器件的静态特性.同时,在模型分段处进行线性插值以保证模型函数的连续性,基于器件漏源支路元器件参数对拟合数据进行修正以提高模型表征参数的提取准确度.此外,为提高器件的动态模型准确度,增加了栅漏结电容模型函数的分段点,并给出了分段点选择方法.将优化前后栅漏结电容模型函数和静态仿真结果与测试获得的电容曲线、转移曲线和输出曲线进行对比,曲线匹配度较高,表明提出的优化方法显著提高了动
采用0.35 μm SiGe BiCMOS工艺设计了一款集成压控振荡器(VCO)宽带频率合成器.该锁相环(PLL)型频率合成器主要包括集成VCO、鉴频鉴相器、可编程电荷泵、小数分频器等模块.其中集成VCO采用3个独立的宽带VCO完成对频率的覆盖;鉴频鉴相器采用动态逻辑结构;小数分频器中∑-△调制器模数可编程,可以精确调制多种分频值.测试结果表明,在电源电压3.3V、工作温度-40～85℃的条件下,该芯片输出频率为137.5～4400 MHz,频偏100 kHz处的相位噪声为-104 dBc/Hz,频偏1
为了防止电源反向保护电路中反接的NMOS管衬底和漏极寄生二极管正向击穿,提出了一种衬底电位自调整结构.通过在保护管衬底增加上拉耗尽型NMOS管和下拉n型双扩散(ND) MOS管,自动调整保护管在正向导通和反向截止时的衬底电位,防止其衬底和源、漏之间的寄生二极管正向导通.芯片采用0.35 μm BCD工艺完成设计和流片,保护电路版图面积为0.10 mm2,衬底电位自调整电路版图面积为0.01 mm2.测试结果表明:正向工作最大击穿电压由1V提高至9V,过电流保护值为1.4A,反向保护最大击穿电压达到了-26
氮化镓(GaN)作为第三代半导体材料的典型代表,具有高击穿电场强度和高热导率等优异的物理特性,是制作高频微波器件和大功率电力电子器件的理想材料.GaN外延材料的质量决定了高电子迁移率晶体管(HEMT)的性能,不同材料特征的表征需要不同的测量工具和技术,进而呈现器件性能的优劣.综述了GaN HEMT外延材料的表征技术,详细介绍了几种表征技术的应用场景和近年来国内外的相关研究进展,简要总结了外延材料表征技术的发展趋势,为GaN HEMT外延层的材料生长和性能优化提供了反馈和指导.
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