[发明专利]一种门极换流关断晶闸管通态损耗改进方法有效

专利信息
申请号: 201811083986.8 申请日: 2018-09-17
公开(公告)号: CN110911482B 公开(公告)日: 2023-01-20
发明(设计)人: 周文鹏;曾嵘;余占清;刘佳鹏;赵彪;许超群;屈鲁;庄池杰 申请(专利权)人: 国网浙江省电力公司;清华大学
主分类号: H01L29/744 分类号: H01L29/744
代理公司: 北京知联天下知识产权代理事务所(普通合伙) 11594 代理人: 王冲;张迎新
地址: 310007 *** 国省代码: 浙江;33
权利要求书: 查看更多 说明书: 查看更多
摘要: 发明提供一种门极换流关断晶闸管通态损耗改进方法,所述方法包括,所述方法通过工艺控制降低所述门极换流关断晶闸管的导通压降,从而减小所述晶闸管通态损耗;所述降低所述门极换流关断晶闸管的导通压降包括:降低门极换流关断晶闸管的硅的等效体电阻从而降低通态压降,和/或降低硅与两侧的金属块的接触压降。本发明的方法能够延长晶闸管使用寿命,增强了电子电路长期工作的稳定性。
搜索关键词: 一种 换流 晶闸管 损耗 改进 方法
【主权项】:
暂无信息
下载完整专利技术内容需要扣除积分,VIP会员可以免费下载。

该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于国网浙江省电力公司;清华大学,未经国网浙江省电力公司;清华大学许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服

本文链接:http://www.vipzhuanli.com/patent/201811083986.8/,转载请声明来源钻瓜专利网。

同类专利
  • 半导体器件-202211392448.3
  • 穆纳福·T·A·拉希莫;尤利安·尼斯托尔 - MQ半导体股份公司
  • 2022-11-08 - 2023-05-09 - H01L29/744
  • 具有五层结构的功率半导体器件包括与阴极区和栅极电极相邻的具有高掺杂物浓度的第一基层。安排在第一底层和漂移层之间的第二底层具有与第一底层相同的掺杂剂类型和较低的掺杂剂浓度。第一底层包括相邻排列的阴极基区和栅极基区,从而使阴极基区与阴极区接触。阴极基区的掺杂物浓度比栅极基区低,和/或栅极基区的深度比阴极基区大,以实现阻断状态下场的优化分布,并提高在动态雪崩条件下工作时的最大关断电流能力。
  • 一种逆导晶闸管芯片-202121478715.X
  • 徐爱民;刘峻峰 - 江苏扬杰润奥半导体有限公司
  • 2021-06-30 - 2022-01-11 - H01L29/744
  • 本实用新型属于半导体元件技术领域,尤其涉及一种逆导晶闸管芯片。其包括门极、放大门极、晶闸管芯片及设置于晶闸管芯片外围的二极管及隔离槽,隔离槽位于二极管与晶闸管芯片之间,放大门极包括若干与门极连接且以门极为中心间隔排布的T型枝条。本实用新型用于解决现有逆导晶闸管芯片性能参数较低的问题。采用4个T型的放大门极结构,使该器件的导通速度更快,具有更高的di/dt值,重复值可达到350A/μS。
  • 一种IGCT独立门极封装结构-202022890832.9
  • 陈蓓璐;陈乐辉;朱敏 - 江阴市赛英电子股份有限公司
  • 2020-12-07 - 2021-08-20 - H01L29/744
  • 本实用新型涉及一种IGCT独立门极封装结构,属于IGCT技术领域。包括阴极法兰(6)、瓷环(5)和阴极铜块(1),所述瓷环(5)上端面设有阴极法兰(6),所述瓷环(5)下端面设有阴极密封圈(2),所述阴极密封圈(2)底部外端设有阴极引出环(3),所述阴极法兰(6)、瓷环(5)、阴极铜块(1)、阴极密封圈(2)和阴极引出环(3)上下同心叠合设置,所述瓷环(5)上穿设若干独立门极(4),若干所述独立门极(4)环向均匀间隔设置。所述瓷环(5)厚度大于10mm。本申请通过厚型的瓷环取代上瓷环和下瓷环对独立门极的封装,不仅减小了电干扰性,而且解决了薄型瓷环变形和开裂的问题,提高了IGCT器件陶瓷封装外壳的成品率和可靠性。
  • 一种逆导型碳化硅n-GTO晶闸管及其制备方法-202110532677.X
  • 王俊;刘航志;梁世维;俞恒裕;岳伟;张倩;杨余 - 湖南大学
  • 2021-05-17 - 2021-08-17 - H01L29/744
  • 本发明公开了一种逆导型碳化硅n‑GTO晶闸管半导体器件,包括自下而上设置的阳极结构、漂移层结构、门极结构以及阴极结构;阳极结构包括自下而上设置的阳极金属电极、第一掺杂类型P+注入层、第一掺杂类型P缓冲层以及设置在右边的第二掺杂类型N+层;漂移层结构包括自下而上设置的第二掺杂类型N场截止层和第二掺杂类型N‑漂移层;门极结构包括自下而上设置的第一掺杂类型P基区和栅极金属电极。该半导体器件结构通过将n‑GTO晶闸管与反向续流PiN二极管集成在同一器件结构上,从而有效降低芯片面积,提高系统功率密度和集成度,利用高质量的n型碳化硅衬底进行加工,并在普通碳化硅GTO晶闸管制备工艺流程上加入少量工艺步骤,即可完成全部制作过程。
  • 一种逆导型SiC GTO半导体器件及其制备方法-202010841224.0
  • 王俊;刘航志 - 湖南大学
  • 2020-08-20 - 2020-11-20 - H01L29/744
  • 本发明提供了一种逆导型SiC GTO半导体器件及其制备方法,属于高压电力电子技术领域。该半导体结构包括:第一掺杂类型P+注入层,第二掺杂类型N+注入层,第一掺杂类型P缓冲层,第一掺杂类型P‑漂移层,第二掺杂类型N基区,第二掺杂类型隔离N基区201‑2,以及第一掺杂类型P+阳极层;将普通GTO正向导通和PiN二极管反向续流的功能集成在一种半导体器件中,与两种器件并联使用相比,封装可靠性高,并且可大幅节省芯片面积,降低连接寄生阻抗,提高器件开关速度,同时避免模块式封装体积大、功率密度低的缺点;其制备方法在普通GTO工艺流程基础上加入少量步骤即可完成。
  • 具备高电流冲击耐受能力的集成门极换流晶闸管器件-201822218485.8
  • 刘佳鹏;曾嵘;周文鹏;赵彪;余占清;陈政宇 - 清华大学
  • 2018-12-27 - 2019-10-29 - H01L29/744
  • 本实用新型提供一种具备高电流冲击(dI/dt)耐受能力的集成门极换流晶闸管器件,包括门极换流晶闸管芯片单元及门极驱动单元,所述集成门极换流晶闸管器件还具有以下一种或多种:触发电流提升至10A的门极驱动单元、内部载流子寿命>100us的门极换流晶闸管芯片、阴极电流密度在芯片各区域近似相等的门极接触环阴极面结构、横向尺寸缩短至200um以内的单个门极换流晶闸管单元。本实用新型的集成门极换流晶闸管器件在高电流冲击的状况下能够充分导通而不损坏,有效降低系统应用中用于限制电流上升速率的阳极电抗,减小外部模块体积,提升了在应用中的便捷性。
  • 关断型功率半导体器件及其制造方法-201680066270.X
  • M.阿尔诺德;U.维穆拉帕蒂 - ABB瑞士股份有限公司
  • 2016-09-09 - 2019-08-02 - H01L29/744
  • 本发明涉及一种关断型功率半导体器件,该器件包含多个晶闸管单元,各个晶闸管单元包含:阴极区;基极层;漂移层;阳极层;栅极电极,布置成横向于与基极层接触的阴极区;阴极电极;以及阳极电极。多个晶闸管单元的基极层与栅极电极之间的交界面以及阴极区与阴极电极之间的交界面为扁平且共面的。另外,基极层包括栅极阱区,栅极阱区从它与栅极电极的接触部延伸至深度,深度是阴极区的深度的至少一半,其中,对于任何深度,该深度处的栅极阱区的最小掺杂浓度是该深度处且横向位置处的位于阴极区与栅极阱区之间的基极层的掺杂浓度的1.5倍,其中,在到与第一主侧平行的平面上的正交投影中,该横向位置具有从阴极区起2µm的距离。
  • 具备高电流冲击耐受能力的集成门极换流晶闸管器件-201811616848.1
  • 刘佳鹏;曾嵘;周文鹏;赵彪;余占清;陈政宇 - 清华大学
  • 2018-12-27 - 2019-07-05 - H01L29/744
  • 本发明提供一种具备高电流冲击(dI/dt)耐受能力的集成门极换流晶闸管器件,包括门极换流晶闸管芯片单元及门极驱动单元,所述集成门极换流晶闸管器件还具有以下一种或多种:触发电流提升至10A的门极驱动单元、内部载流子寿命>100us的门极换流晶闸管芯片、阴极电流密度在芯片各区域近似相等的门极接触环阴极面结构、横向尺寸缩短至200um以内的单个门极换流晶闸管单元。本发明的集成门极换流晶闸管器件在高电流冲击的状况下能够充分导通而不损坏,有效降低系统应用中用于限制电流上升速率的阳极电抗,减小外部模块体积,提升了在应用中的便捷性。
  • 门极可关断晶闸管及其制作方法-201811519866.8
  • 不公告发明人 - 泉州臻美智能科技有限公司
  • 2018-12-12 - 2019-06-07 - H01L29/744
  • 本发明公开一种门极可关断晶闸管,其包括:衬底;位于衬底的上表面的外延层;贯穿外延层且底部延伸至衬底内的隔离沟槽,隔离沟槽将外延层分隔为第一区域和第二区域;填充在隔离沟槽内的隔离层;位于第一区域的第一注入区;位于第二区域的第二注入区;位于第二注入区的上表面的掺杂第一导电类型杂质的掺杂多晶硅层;位于第一注入区的上表面的阳极金属和位于第二注入区的上表面的门极金属;位于掺杂多晶硅层的上表面的阴极金属。本发明还公开该门极可关断晶闸管的制作方法。本发明所述门极可关断晶闸管具有关断拖尾电流小、关断功耗更低的特点,同时其门极、阳极、阴极三端均位于同一面,特别便于与其它电路进行工艺集成。
  • 一种门极可关断晶闸管及其制造方法-201811529527.8
  • 不公告发明人 - 泉州臻美智能科技有限公司
  • 2018-12-14 - 2019-05-21 - H01L29/744
  • 本发明公开一种门极可关断晶闸管,包括自下而上依次形成的第一基区、第二基区、第三基区和第四基区,以及还包括形成在第一基区下表面的阳极金属、形成在第四基区上表面的阴极金属、以及形成在第四基区上表面的两个门极金属,两个门极金属分别位于阴极金属的两侧,门极可关断晶闸管还包括重掺杂的第一导电类型的埋层和重掺杂的第一导电类型的注入区,两个阴极金属下方分别形成有注入区,注入区的下方形成有埋层,埋层自第三基区的上表面向第三基区内延伸,注入区自第四基区的上表面贯穿第四基区。以及还公开了一种门极可关断晶闸管的制造方法。具有导通压降小、关断时间特别短。
  • 门极可关断晶闸管及其制造方法-201811529542.2
  • 不公告发明人 - 泉州臻美智能科技有限公司
  • 2018-12-14 - 2019-05-21 - H01L29/744
  • 本发明公开一种双门极可关断晶闸管,包括自下而上依次形成的第一导电类型的第一基区、第二导电类型的第二基区、第一导电类型的第三基区和第二导电类型的第四基区,以及还包括形成在第一基区下表面的阳极金属、形成在第四基区上表面的阴极金属,第二基区被配置为曝露出相对两端的上表面,第三基区被配置为曝露出相对两端的上表面,在第二基区的曝露出的相对两端的上表面分别设置有第一门极金属,在第三基区的曝露出的相对两端的上表面分别设置有第二门极金属。还公开的一种双门极可关断晶闸管的制造方法。其结构上有两组门极金属端和阴极金属、阳极金属,具有关断时间短、拖尾电流小、关断功耗低、工作频率高等显著优点。
  • 一种门极换流晶闸管及其制造方法-201811249973.3
  • 不公告发明人 - 深圳市鹏朗贸易有限责任公司
  • 2018-10-25 - 2019-02-12 - H01L29/744
  • 本发明提供一种门极换流晶闸管及其制造方法,充分利用硅片衬底的特性,将衬底电阻率设计的较高,且厚度较厚,与相反导电类型的埋层能够形成超宽耗尽层,因此可以承受更高的反向击穿电压,器件两面相同导电类型的埋层注入条件一样,且同时进行了热扩散,因此器件两面相同导电类型的埋层具有一致的结深和浓度分布,因此本发明的门极换流晶闸管在两个方向上拥有极其对称的导通和关断特性。
  • 适用于GCT器件的阶梯型平面终端结构及其制备方法-201210376053.4
  • 王彩琳;王一宇 - 西安理工大学
  • 2012-09-29 - 2013-01-23 - H01L29/744
  • 本发明公开了一种适用于GCT器件的阶梯型平面终端结构,在芯片的中央区域为有源区,外围区域为终端区,有源区和终端区共同的n-衬底下方依次为n型FS层、p+阳极区及其阳极电极;在有源区中,n-基区中设置有多个并联的单元,每个单元内与n-基区相邻的是波状p-基区,p-基区上面为p+基区,p+基区中间位置设置有一个n+发射区,每个n+发射区上方设置有阴极电极;p+基区上方设置有一个门极电极;在终端区的n-衬底内,设有与有源区内主结的p基区弯曲处相连的两级阶梯型的p型延伸区。本发明还公开了上述的阶梯型平面终端结构的制备方法。本发明的结构有效实现了击穿电压和终端面积的最佳折衷。
  • 一种大功率晶闸管-201120433583.9
  • 王勇;张海鹏 - 杭州汉安半导体有限公司
  • 2011-11-03 - 2012-07-11 - H01L29/744
  • 本实用新型公开了一种大功率晶闸管,该大功率晶闸管包括硅片,所述硅片上设有单元胞门极,所述单元胞门极包括中心门极和放大门极,所述中心门极位于放大门极正中心位置,所述硅片上至少设有七个单元胞门极,任意三个相邻的单元胞门极都呈正三角形分布在硅片上。在大功率晶闸管的硅片上设置多个小尺寸的单元胞门极,使得该大功率的硅片表面形成多单元胞结构门极,通过在硅片表面建立多个寄生电阻、电容小的工作区域,实现大尺寸晶闸管保持与小尺寸晶闸管同样的工作性能,达到开启速度快、电流密度分布均匀,通态平均电流密度高、通态压降低、通态功耗小的优点。因此,利用该技术可以在尺寸更大的大功率晶闸管上实现性能优良的开关作业操作。
  • 一种pnp-沟槽复合隔离RC-GCT器件及制备方法-201010191042.X
  • 王彩琳 - 西安理工大学
  • 2010-06-03 - 2010-10-06 - H01L29/744
  • 本发明公开了一种pnp-沟槽复合隔离RC-GCT器件,整个器件分为A-GCT和PIN二极管两部分,A-GCT部分结构是,n-区向上依次设置有波状p基区和p+基区,该p+基区中间段上表面,与波状p基区的波峰对应位置设置有n+阴极区,该n+阴极区上表面是阴极铝电极,该n+阴极区两侧的p+基区上表面各设置有门极铝电极,n-区向下设置有n缓冲层及p+透明阳极区;PIN二极管部分结构是,n-区向上依次设置有p基区和p+基区,p+基区上表面设置有阴极铝电极;n-区向下设置有n缓冲层,n缓冲层的下方并排设置有PIN二极管n+阴极区Ⅰ、p+短路区和PIN二极管n+阴极区Ⅱ。本发明还公开了上述pnp-沟槽复合隔离RC-GCT器件的制备方法,可有效改善PIN二极管的反向恢复特性,从而省去了对其少子寿命的控制。
  • 门极和阴极间采用玻璃钝化保护的可控硅器件-200920267065.7
  • 中原基 - 武汉光谷微电子股份有限公司
  • 2009-11-16 - 2010-08-11 - H01L29/744
  • 门极和阴极间采用玻璃钝化保护的可控硅器件,属于微电子技术领域。包括N-衬底层(1)、P+扩散区(2)、N+扩散区(4)、台面凹槽玻璃钝化层(5)、门极(G)、阴极(T1)和阳极(T2),门极(G)和阴极(T1)均位于可控硅器件同一侧的表面上,所述门极(G)和阴极(T1)一侧的表面上设置有表面玻璃钝化层(7)。通过湿法刻蚀全面去除氧化层,并烧结表面玻璃钝化层,消除了而因机械应力而导致硅片龟裂和破碎的现象,简化了工艺,降低了生产成本,提高了器件的可靠性,具有明显的技术先进性、显著的经济性和极强的实用性。
  • 一种低电感门控晶闸管及其功率半导体组件-200920106199.0
  • 童亦斌;谢路耀 - 北京能高自动化技术有限公司
  • 2009-03-16 - 2010-02-17 - H01L29/744
  • 本实用新型公开了属于大功率电力半导体器件领域的一种低电感门控晶闸管及其功率半导体组件,其外壳为圆柱形,由半导体芯片(3)、阳极(14)、绝缘陶瓷片(2)、门极引线(4)、门极引线安装面(6)、阴极(5)和阴极安装板(8)组成,所述阴极安装板(8)与阴极(5)不是固定连接的。本实用新型的阴极安装板脱离于器件单独分离出来,从而取消了凸出于外壳的辅助阴极;同时门极引线也不需要再伸出外壳,而是通过门极引线安装面与印刷电路板相连接,这样化简了生产加工工艺,安装也更为简单方便。
  • 功率半导体器件-200680026776.4
  • 穆纳福·拉希莫;彼得·斯特赖特 - ABB技术有限公司
  • 2006-07-18 - 2008-07-23 - H01L29/744
  • 具有四层npnp结构的功率半导体器件(1)可通过栅电极(5)被关断。第一基极层(8)包括与阴极区域(6)相邻的阴极基极区域(81)和栅极基极区域(82),该栅极基极区域(82)与栅电极(5)相邻但设置成与阴极区域(6)间隔一段距离,栅极基极区域(82、82’)在至少一个第一深度处具有与阴极基极区域(81)相同的标称掺杂浓度,该第一深度为距阴极区域(6)的与阴极金属化(2)相反的一侧的垂直距离。为了调制阻挡状态中的场和使从阴极产生的空穴在被驱入动态雪崩中时散开,栅极基极区域(82、82’)具有比阴极基极区域(81)高的掺杂浓度,和/或栅极基极区域(82)具有比阴极基极区域(81)深的深度。
  • 低电感门控晶闸管及其功率半导体组件-200620167674.1
  • 童亦斌;张婵 - 北京交通大学
  • 2006-12-27 - 2007-12-26 - H01L29/744
  • 本实用新型公开了属于大功率电力半导体器件领域的一种低电感门控晶闸管及其功率半导体组件。该低电感门控晶闸管是一种大功率电力半导体器件,在一个呈圆形的外壳中放置了一个半导体芯片,半导体芯片引出的门极引线和阴极相互靠近,且位于外壳的同一侧,门极引线不凸出于外壳;门极引线加工成阶梯状,有一个与阴极辅助台面处于同一平面的门极引线安装面。该低电感门控晶闸管通过阴极辅助台面、门极引线安装面安装在印制电路板上组成低电感门控晶闸管功率半导体组件。由于阴极和门极引线无需伸出外壳以外,因此,生产加工变得十分简单。整个功率半导体组件中的门阴极电流通路完全连续,从而实现更低的电感,可以保证最佳的半导体器件开关性能。
  • 低电感门控晶闸管及其功率半导体组件-200610165091.X
  • 童亦斌;张婵 - 北京交通大学
  • 2006-12-13 - 2007-05-30 - H01L29/744
  • 本发明公开了属于大功率电力半导体器件技术领域的一种低电感门控晶闸管及其功率半导体组件。该低电感门控晶闸管是一种大功率电力半导体器件,在一个呈圆形的外壳中放置了一个半导体芯片,半导体芯片引出的门极引线和阴极相互靠近,且位于外壳的同一侧,门极引线不凸出于外壳;门极引线加工成阶梯状,有一个与阴极辅助台面处于同一平面的门极引线安装面。该低电感门控晶闸管通过阴极辅助台面、门极引线安装面安装在印制电路板上组成低电感门控晶闸管功率半导体组件。由于阴极和门极引线无需伸出外壳以外,因此,生产加工变得十分简单。整个功率半导体组件中的门阴极电流通路完全连续,从而实现更低的电感,可以保证最佳的半导体器件开关性能。
专利分类
×

专利文献下载

说明:

1、专利原文基于中国国家知识产权局专利说明书;

2、支持发明专利 、实用新型专利、外观设计专利(升级中);

3、专利数据每周两次同步更新,支持Adobe PDF格式;

4、内容包括专利技术的结构示意图流程工艺图技术构造图

5、已全新升级为极速版,下载速度显著提升!欢迎使用!

请您登陆后,进行下载,点击【登陆】 【注册】

关于我们 寻求报道 投稿须知 广告合作 版权声明 网站地图 友情链接 企业标识 联系我们

钻瓜专利网在线咨询

400-8765-105周一至周五 9:00-18:00

咨询在线客服咨询在线客服
tel code back_top