高压SOI-LIGBT器件短路失效机理与模型研究

基本信息
批准号:61804026
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:24.00
负责人:张龙
学科分类:
依托单位:东南大学
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:钱钦松,李少红,叶然,王浩,曹石林,朱浩,马杰,李阿江,李安康
关键词:
失效机理横向绝缘栅极双极晶体管全集成单片智能功率芯片短路能力绝缘体上硅
结项摘要

In recent years, the power rating of the fully integrated single-chip intelligent power ICs is expanding, gradually replacing the traditional intelligent power module (IPM). SOI-LIGBT is the core component in the fully integrated single-chip intelligent power ICs, and its performance directly determines the reliability and power consumption of the chip. The increase of the output current severely deteriorates the short-circuit capability of the high-voltage SOI-LIGBT, which seriously limits the fully integrated single-chip intelligent power ICs to extending to high power ratings. The reported research on high-voltage SOI-LIGBTs has mainly focused on the simple optimizations on dimensions and doping concentrations while few efforts have been made to reveal the short-circuit failure mechanism and modeling. In this project, the short-circuit failure mechanism will be studied in depth and the analytic model will be established, fully revealing the device damage mechanism for various types of short-circuit failure. Then, the method for short-circuit capability optimization will be proposed and a novel SOI-LIGBT with high short-circuit capability will be developed. The results of this project will provide the theoretical guidance for the short-circuit capability improvement of the high-voltage SOI-LIGBT, and pave the way for the fully integrated single-chip intelligent power ICs with high power ratings.

近年来,全集成单片智能功率芯片的功率级别正在不断扩展,逐步取代传统智能功率模块(IPM)。SOI-LIGBT是全集成单片智能功率芯片中的核心器件,其性能直接决定了芯片的可靠性和功耗。在获得更大输出电流的同时,高压SOI-LIGBT器件的短路能力会急剧下降,严重制约了全集成单片智能功率芯片向更高功率级别发展。目前国内外关于高压SOI-LIGBT器件短路能力的研究主要集中在简单的尺寸和浓度优化,缺少专门针对短路失效机理与模型的研究。本课题将对高压SOI-LIGBT器件的短路失效机理开展深入研究,建立短路解析模型,全面揭示各种短路失效类型下的器件损坏机理,提出系统化的短路能力优化方法并研制一款具有高短路能力的新型SOI-LIGBT器件。本课题的研究成果将为高压SOI-LIGBT器件短路能力的提升提供理论指导,并且为全集成单片智能功率芯片向大功率级别扩展打下基础。

项目摘要

目前,高压SOI-LIGBT器件在获得更大输出电流的同时,器件的短路能力会急剧下降,严重制约了全集成单片智能功率芯片向更高功率级别发展。因此,非常有必要对高压SOI-LIGBT器件在短路状态下的失效机理及模型展开全面的深入研究。. 本项目研究了不同短路应力条件下SOI-LIGBT器件的短路失效机理,并建立了能够真实反映高压SOI-LIGBT器件短路过程的解析模型,研究并揭示了器件各参数对器件短路能力影响的内在关系。根据提出的短路过程解析模型和短路失效机理,本项目分别从器件尺寸参数、工艺与版图等方面对SOI-LIGBT器件的短路能力进行了优化。 .分别提出了沟槽栅控制技术、双栅控制技术、四栅控制技术、分段沟槽控制技术、复合集电极工艺技术、多跑道器件深沟槽隔离工艺技术等优化方法。上述优化方法的提出,有效提升了SOI-LIGBT器件的短路能力,为高短路能力SOI-LIGBT器件的设计提供了系统的理论基础。. 在此基础上,研制出了一款高短路能力的SOI-LIGBT器件。与传统的SOI-LIGBT相比,研制的SOI-LIGBT器件的饱和电流降低了49.5%,短路耐受时间增加了406%。相关研究成果将为高压SOI-LIGBT器件短路能力的提升提供理论指导,并且为全集成单片智能功率芯片向高功率级别扩展打下基础。也为国产高短路能力SOI-LIGBT器件产品的升级提供了理论技术支持。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

祁连山天涝池流域不同植被群落枯落物持水能力及时间动态变化

祁连山天涝池流域不同植被群落枯落物持水能力及时间动态变化

DOI:10.13885/j.issn.0455-2059.2020.06.004
发表时间:2020
2

卫生系统韧性研究概况及其展望

卫生系统韧性研究概况及其展望

DOI:10.16506/j.1009-6639.2018.11.016
发表时间:2018
3

钢筋混凝土带翼缘剪力墙破坏机理研究

钢筋混凝土带翼缘剪力墙破坏机理研究

DOI:10.15986/j.1006-7930.2017.06.014
发表时间:2017
4

城市轨道交通车站火灾情况下客流疏散能力评价

城市轨道交通车站火灾情况下客流疏散能力评价

DOI:
发表时间:2015
5

基于FTA-BN模型的页岩气井口装置失效概率分析

基于FTA-BN模型的页岩气井口装置失效概率分析

DOI:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2019.04.015
发表时间:2019

张龙的其他基金

批准号:51072229
批准年份:2010
资助金额:38.00
项目类别:面上项目
批准号:31801306
批准年份:2018
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51665013
批准年份:2016
资助金额:42.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:10901130
批准年份:2009
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:91753139
批准年份:2017
资助金额:70.00
项目类别:重大研究计划
批准号:50672131
批准年份:2006
资助金额:29.00
项目类别:面上项目
批准号:61903354
批准年份:2019
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51402269
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50802103
批准年份:2008
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61402147
批准年份:2014
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11804337
批准年份:2018
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21572232
批准年份:2015
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:51205130
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61801299
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31671457
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:61275208
批准年份:2012
资助金额:86.00
项目类别:面上项目
批准号:31900077
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71802077
批准年份:2018
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31901427
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31471315
批准年份:2014
资助金额:100.00
项目类别:面上项目
批准号:11361059
批准年份:2013
资助金额:40.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:39700098
批准年份:1997
资助金额:10.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21202171
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51072207
批准年份:2010
资助金额:37.00
项目类别:面上项目
批准号:60903085
批准年份:2009
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31800909
批准年份:2018
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51405002
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51778402
批准年份:2017
资助金额:61.00
项目类别:面上项目
批准号:11861065
批准年份:2018
资助金额:39.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:51701213
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31472037
批准年份:2014
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
批准号:30730012
批准年份:2007
资助金额:145.00
项目类别:重点项目
批准号:51108306
批准年份:2011
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41703029
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31872968
批准年份:2018
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:61475173
批准年份:2014
资助金额:82.00
项目类别:面上项目
批准号:61170150
批准年份:2011
资助金额:56.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

功率SOI-LIGBT器件热载流子退化机理及寿命模型研究

批准号:61204083
批准年份:2012
负责人:孙伟锋
学科分类:F0404
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
2

纳米FinFET器件的退化模型和失效机理研究

批准号:61006071
批准年份:2010
负责人:林信南
学科分类:F0406
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
3

基于三维载流子注入理论的新型功率SOI-LIGBT器件结构与模型研究

批准号:61504025
批准年份:2015
负责人:祝靖
学科分类:F0404
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
4

自保护型SOI-LIGBT器件ESD应力下的响应特性及模型研究

批准号:61674030
批准年份:2016
负责人:孙伟锋
学科分类:F0404
资助金额:62.00
项目类别:面上项目