波状基区RC-GCT地工艺研究.pdf

摘要 论文题目：波状p基区RC-GCT 的工艺研究 学科名称：微电子学与固体电子学 研 究 生：王 允 签名： 指导老师：王彩琳 教授 签名： 摘 要 波状基区RC-GCT 是在传统的逆导门极换流晶闸管 （RC -GCT ）的基础上，引入复合 隔离区和波状p 基区形成的新型大功率器件。与传统的RC-GCT 相比，波状基区RC-GCT 能够很大地提高 RC-GCT 的功率容量，增大安全工作区。而复合隔离区结构的工艺更加 简单，容易实现。所以，研究波状基区RC-GCT 新结构的工艺具有重要意义。 本文以4.5kV 波状基区RC-GCT 为例，首先分析波状基区结构特点，提出可行的工 艺实现方法，然后利用器件仿真软件ISE-TACD 对器件的单步工艺和整体工艺进行模拟， 讨论了工艺方法的可行性，并提取了最优的工艺条件，最后给出可行的工艺实施方案。主 要研究内容如下： 第一，简述了波状基区 RC-GCT 结构特点与工作机理，对比分析了新型的pnp-沟槽 复合隔离，与传统的沟槽隔离和横向 pnp 隔离的优缺点，说明新型的pnp-沟槽复合隔离 兼具两者的优点，并在实际应用中更容易实现。 第二，根据波状基区RC-GCT 器件的结构特点，分析RC-GCT 器件各个区域的特点。 结合实际工艺，提出实现各个区域不同的工艺方法，然后通过工艺模拟验证其可行性，从 而确定单步工艺最优化的实施方法。 第三，基于波状基区 GCT 和集成二极管的单步工艺模拟结果，确定了波状基区 RC-GCT 器件的工艺流程，同时将二极管与复合隔离区及单步工艺整合起来，分析前后道 工艺之间的高温影响，并通过ISE 软件进行整体工艺模拟，提取了最优化的整体工艺流程 和条件。最后，对工艺模拟得到的掺杂分布进行特性验证，修正了工艺条件，给出最终的 工艺实施方案。 本文的研究结果对新型大功率器件RC-GCT 的工艺开发有一定的参考价值。 关键词：复合隔离区；门极换流晶闸管；逆导；波状基区；工艺模拟 本研究得到国家自然基金的资助 ） I 西安理工大学硕士研究生论文 II Abstract Title: STUDY O N PROCESS OF RC-GCT WITH THE CORRUGATED P-BASE REGION Major: Microelectronics and Solid Electronics Name: Yun WANG Signature: Supervisor: Prof. Cailin WANG Signature: Abstract Corrugated P-base RC-GCT is an improved power electronics device based on traditional RC-GCT, which is introduced with composite isolation region and corrugated P-base and integrated on the same wafer with the fast recovery diode. Compared to the traditional RC-GCT, corrugated P-base RC-GCT can greatly improve the the power capacity of RC-GCT , increasing the safe