【doc】电子辐照减小平板型晶闸管的关断时间
电子辐照减小平板型晶闸管的关断时间
黑龙江电子拄术
电子辐照减小平板型
晶闸管的关断时间
张国生莫长淳李钢
996年第l期
文报告了用电子辐照方击在硅中引入娃陷,减小少子寿命,瘟小关断时间
子辐照晶闸管羞堑回丁人,夕c),土
七十年代以来,电子辐照用于生产具有 高阻断能力的电力半导体器件,如快速恢复 二极管,快速晶闸管,双向晶闸管,门极可关 断晶闸管等,得到了越来越多的应用. 为了使晶闸管工作于较高频率,必颓减 小晶闸管长基区少子的寿命,减少晶闸管 的关断时间.这可通过在硅晶格中引入金, 铂等杂质或引入缺陷来实现.由于金原子容 易沉积在高掺杂区,因而很难控制中间部分 的长基区即高阻区中金原子的浓度,器件的 成品率低;并且由于扩金器件的高温漏电流 大,难以制得具有高阻断能力的快速晶闸管. 电子辐照可以在硅中引入缺陷,其过程是:入 射电子与硅原子相碰撞,当其交予原子的能 量大于原子发生位移的阀能时.硅原子从它 正常的位置移到晶格中的其它位置,这就 在硅中引入缺陷,从而在硅的梦带中形成深 部能级.这种缺陷能够充当附加的复台中 心,它能缩短少数载流子寿命,而不增大半导
体材料的电阻率电子辐照具有干净,简便, 均匀性好,重复性好等优点,因而是一种很新 颖的方法.
2实验砑料和方法
21实验材料
(1)晶闸管芯片:鹤岗晶体管厂造的2O 支KK500A管芯,硅片电阻率60—80n?cm, 芯片厚度450~M,如图1所示.
图】辐照的晶闸管柑遗
(2)辐照方法:晶闸管芯片用屏蔽园片加 以遮盖置于JJl2型电子静电加速器扫描盒 下,使阴极面暴露于电子柬,在大气室温环境 下用电子束照射.
(3)电子能量和注量:电子能量12MeV 接收板上的电子电荷量由束流积分仪测量, 剂量的选取可根据已有的图2,图3上的曲
996年第l期黑龙江电子技术
线决定适宜的电子注量.也可以根据电子辐 照的基本方程用内插法决定.
22实验方法
(1)电子辐照控制少子寿命的方程:在一 定的电子注量范围内电子辐照不增加硅材 料的电阻率,辐射引入的深能级使载流子复 合几率增加,但不增加载流子的产生率.这 洋.在硅半导体器件中的辐射缺陷产生的影 响可由简单方程给出].
R:Ro?R=R0+KT
式中:RR是辐前后两个载流子的复
合几率(Sec.);一电子注量(e/cm2); Kr一少子寿命损伤因子(/cm?&c).
由于复合率反比于少子寿命.方程可以 写为:
:lll+女
rr0
式中:r,是辐照前后的少子寿命,单
位是秒.
关断时问和少于寿命的关系
对于晶闸管如果忽略dV/dt效应,则 关断时问:
一.
fT[4]
f
丁为关断时问.r为高阻N区少子寿 命,为加反向电压时的正向电流,为维 持电流,实际上是常量.r可由辐照确定, 所关断时闻能够用维持电流的精确读数测 定.
(2)参数测量:辐照实验中用寿命仪测少 子寿命;用JJ—l型晶体管图示仪可很方便 地估计辐照芯片通态压降的变化,从而确定 电子注量.
(3)辐照后的处理:将辐照后的芯片在 170滠氏度下恒温退火一段时间.封装后进 行测试.
3实验结果的讨论
将20个芯片用6×10"e/cm电子注量 辐射.经测试关断时问均小于40"s,断志和
匣向重复峰值电压均大于).200V触发电压, 触发电流及漏电流等均在要求的范围内,并 得出下结论:
(I)在一定的电子辐照剂量下,晶闸管的 关断时问大大减小;
(2)辐照后的晶闸管关断时问大部分部 在30s,只有几支在30--40~(S之间,这主要 是因为辐照前各个管子的关断时间差别很 大.囤此,在一定电子注量下要想得到关断 时问相同的晶闸管.那么辐照前各个管子的 关断时问应差不多.这就要求辐照前应根据 管子的少子寿命的不同分成合适的子群,再 分别进行辐照.
囝2步子寿命缱电子注量变化曲线 (3)由图1可以看出,所实验的芯片都是 带着控制引线一起接受电子辐照的,这是因 为过去实验中发现,不带引线的芯片经辐照 后有的焊不上引线.但研究不带引线的辐照 方法仍是有必要的.芭可以减少传递过程和 辐照中的麻烦.
黑龙江电子技术I9妊塑j鞲
I5101520253035(10)re,c,,
囝3通巷压降随电子注量变化曲线 (4)从翻2少子寿命随电子注量的变化 和图3通态压降随电子注量的变化可以看 出=由干芯片
表
关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf
面锡层分布的不均匀性等原 固,少子寿命和通态压降在同一注量下有一 分布,故每一圈中两条曲线是这分布的包线.
因此,若想得到小寿命即小的关断时间而压 降不超过额定值,还应根据实际条件选择 3结束语
适宜的剂量根据我们的实际情况选定申予 注量为6×10L3e/era.
(5)辐照前根据少子寿命的不同分成曹 适的子群,采闫带遮掩屏蔽园片的电辐照 法,可达到减少晶闸管关断时间的目的,并丑 因此提高成品率=
参考文献
1HFI10HSP1383j59525 2WE]tORNE着.微班译.辐射列电子元件的影JL 京:国防工业出版社.1974
3US3.809,582,1974 4磅可控整流元件译文羹,科学出版扛】970 作者简介
强国生t龙江太学
分析
定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析
粒洲中心,助理研究亘.研究可向 ——
半导体传患器邮政稿玛j50080 奠长涛丸1工商学院基础部,聃理研定邮殖蝙玛: 】50076.
丰钢.点江商学计算助工柱忏政岛.
150(i76
玻璃钝化工艺,在我厂引进生产线的研 制和成功应用,使我们开发了彩电行输出管 BU208D.应用于电子节能器的MJEI3003, MJEI3005,MJE13007高反压晶体管,为数 控机床配套的FH5050F功率达林顿晶体管 和汽车电压调节器中的关键元件达林顿晶体
管等多种系列产品.经过多年研制和应用, 使我们体会到玻璃钝化是晶体管高反压技术 的关键工艺.这种工艺操作简单,不用复杂设 备,成奉低.钝化后产品一致性好.可靠睦高
参考文献
1任忠样.硅橡胶静敷钝化丁艺在台面功率晶体管中的 应用.山东半导体技术】988】
2肄建卫匿内外大功车晶体管麓展动卷.半导体技术 .1991.3
3半导体器件工艺编写组缩,半导体器件l_艺上海科 学拄术文献出版社,1984
4桨鹿亭编半导体器件表面钝化技术.辑学出版社. 1979
作者简介
蚌喜杯:唔尔滇晶体舌厂.工程怦.邮政编码.15[HJ1u 学文:喀尔滨晶体管厂.工程怦=政编码-150010 【收稿日期】995—1I一241
(上接第13页)
参考文献
1林昭炯,韩当琦晶体管原理与设计
2黄授尧,制青半导体器件艺厦理
作老简介
吴连海:国营^二三三r工程师邮盘蝻码l50223 陈罩华:通L晶体管厂.工程师邮吐蝙玛:l50010 【收稿日期:】995一l2--06I
?
,n^4:
,0.叫0