电力半导体器件综述
第一章电力电子技术综述
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1-1分压器、电压跟随器及输出特性
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可以看出，随着电流增加输出电压线性下降，当输出电流为12mA时，所设计的电源输出电压为零。也就是说，这个电源对负载变化没有调节能力。 理想电压源输出电压不会随输出电流增大而下降，也就是说输出电压对负载变化应该具有100%的调节性能，从电路角度看，即电源等效内阻为零。
随着电子技术的不断发展，新器件不断出现，电力电子技术的发展方向是高频、高效、高功率密度和智能化，最终使人们进入电能变换和频率变换更加自由的时代，并充分发挥其节能、降耗和提高装置工作性能的作用。 功率半导体器件是现代电力电子技术（Modern Power Electronics）的基础，它的应用范围非常广阔，从毫瓦级的个人无线通信设备，到百万千瓦的高压直流输电（High Voltage DC Transmission）系统。
1 DC-AC变换器——逆变器 将直流电源变换成一个交流电源（单相或多相）称之为逆变，这种装置称为逆变器(Inverter)。
图1-4 基本的单相或三相dc-ac变换电路
基本电路如图1-4（a）所示，通过采用一个开关把直流电源变换成低频或高频交流源，输出波形为脉动直流波形，输出波形经过滤波电路整形成希望的波形，一般希望输出为正弦波形。 三相输出通过采用三个开关完成，如图1-4（b）所示。三个开关轮流导通120度，输出三相120度直流脉动波形。 交流电的频率、幅度大小和相位是交流电的三要素，使用电力电子技术如何自由地变换三要素，是DC-AC变换技术研究的主要内容。 DC-AC变换器应用范围很广，如飞机和空间站电源、UPS、闪光灯充电、太阳能发电、交流电机调速、变速恒频电源和感应加热电源等，它们输出交流频率从50Hz到1MHz不等。 DC-AC变换技术将在第6章介绍。
半导体脉冲功率开关发展综述
况 ，包 括 几 种 专 为 脉 冲 功 率 领 域 设 计 的 器 件 和 用 于 脉 冲 功 率 的常 规 电力 电子器 件 。
图２ Ｓ Ｒ Ｄ工 作 电路
Ｆ ｇ ｅ ａｉ ｇ ｃｒ ｕ ｔ ｏ ｈ Ｄ ｉ ．２ Ｏｐ ｒ ｔ ｉ ｉ ｆ ｔ ｅ ＲＳ ｎ ｃ
ａ ｄ ＳＣ－Ｆ ． ｈ ｔｕ ｔｒ ｎ ｐ ｒｔ ｇ ｐｉｃｐｅ ｏ ｈ ＲＳ ａ ｄ Ｓ ｈ ｔａｅ ｅ ｐ ｃａｌ ｐ ｌ ｄ ｉ ｈ ｕｓｄ ｎ ｉ Ｊ ＥＴ Ｔ ｅ ｓｒｃｕ ｅ ａ ｄ ｏ ｅａｉ ｒ ｉｌ ｆｔｅ ｎ ｎ Ｄ ｎ ＯＳ ｔａ ｒ ｓ ｅ ｉｌｙ ａ ｐｉ ｎ ｔｅ ｐ ｌｅ ｅ
外 的发 展 都 极 为 活 跃 。 从 １７ ９６年 起 ， ＩＥ 由 Ｅ Ｅ主 办 的 国 际脉 冲 功 率 会 议 每 两 年 组织 召 开 一 次 。同
地将 已有 的 Ｍ ｒ 发生器与传输线技术相 结合 。 ａ ｘ 产 生 了持 续 时 间 为 纳 秒 级 的 大 功 率 脉 冲 ，为 脉 冲 功 率学科 的形成奠定 了基础。 脉冲功率技术 最初的研究吸引力来 自军事方 面 的应 用 ，例如产 生强流粒子束 或 闪光 ｘ射 线 、
但 为适 应脉冲功率的工况 ，需满足高 的电流 上升 率、高的峰值 电流 、高的断态重复峰值 电压等要
求 ；微 秒 至 纳米 窄脉 宽 下 器 件 可 安 全 通 过 的 电流
IGBT 串联技术综述
3.1.2 复位RCDபைடு நூலகம்位技术 F.V.Robinson等人于2007年提出了基于复位原
理的RCD钳位技术[4]如3所示。这种方法拥有RC或 RCD缓冲电路的简单性，并很容易被应用在电路中。 且由于缓冲电容没有完全放电，所以功率损耗较为 减少。其中Vrst=VDC/n(n为串联功率管的个数)。 3.2 门侧控制技术
二极管被击穿，此时一个额外的信号会加在驱动上， 最终实现对过电压的控制。该法电路简单，容易实 现。但是当某个开关管被钳位后齐纳二极管承受较 大的电压并流过电流，这时它上面有很大的损耗。 因此效率会受到影响。 b) 齐纳二极管、电容钳位电路
为了改进齐纳二极管钳位技术，J.Saiz等人于 2001年提出如图12所示电路[14]。与齐纳二极管钳位 技术相比，增加了一个电容C1，两个电阻R1和R2 与另外一个齐纳二极管Z2。当某个开关管的集电极 电压达到Z1的击穿电压时，由于C1的存在使得Cgs 增大，这个开关管的速度被减缓。Z2实现了集电极 -发射极电压被钳位在需要的值。J.Saiz采用这种方 法在300kV/400A的电路中，使用3只1700V的IGBT 进行了实验。通过对电路中各个参数的影响进行分 析后发现，IGBT拖尾电流的不同会严重影响钳位电 路的功率损耗，尤其是钳位齐纳二极管Z1，同时仔 细设计钳位电路的参数可以对平衡效果、损耗和电 路体积之间进行折中。
以上的有源补偿方法，每个功率管的端电压都 需要采样反馈给控制电路。这导致了电路的复杂化， 并且随着驱动电路器件数量的增加，控制电路的可 靠性降低。J.W.Baek等人于2000年提出如图9所示电 路[11]实现了对端电压钳位作用。该电路由两个电容、 一个二极管和三个电阻组成，全部为无源器件。图9 中R1和R2实现串联IGBT的静态均压，而C1和C2实现 动态均压。当串联的每一个IGBT端电压均衡时，二 极管D阻断了辅助电路与驱动信号，这时候辅助电 路不影响开关管。这个辅助电路主要有6个工作模 态，在文献[11]中有具体的分析。辅助电路同时解决 了动态和静态平衡问题。且它的动态性能很好，不
半导体器件物理专题 -HEMT综述
2.GaN体系HEMT
HEMT的关键是掺杂层和沟道层问的异质结。传统的GaAs或 InP基HEMT，掺杂层是n型掺杂，施主是2DEG的主要来源。 异质结处存在导带差，驱使电子从掺杂层进入到沟道层，并 将电子限制在沟道层内距异质结处几纳米范围内，形成2DEG。 高2DEG而密度是HEMT设计的目标。在GaN基HEMT中，除去 导带差异因素外，AIGaN和GaN的极化效应也能生成2DEG。 2DEG中的电子有三个主要来源：(1)从掺杂AIGaN层转移的电 子；(2)GaN沟道层巾杂质的贡献；(3)由极化效应诱生的上述 来源的电子。AIGaN／GaN界面处2DEG的面电子密度既取决 于导带不连续程度和异质结构的人为掺杂，又受到压电和自 发极化效应的影响。
二.两种体系的HEMT
以 GaAs 或者 GaN 制备的高电子迁移率晶体管（High Electron Mobility Transistors）以及赝配高电子迁移率晶体 管（Pseudo orphic HEMT）被普遍认为是最有发展前途的 高速电子器件之一。由于此类器件所具有超高速、低功 耗、低噪声的特点(尤其在低温下)，极大地满足超高速计 算机及信号处理、卫星通信等用途上的特殊需求，故而 HEMT 器件受到广泛的重视。作为新一代微波及毫米波器 件,HEMT 器件无论是在频率、增益还是在效率方面都表 现出无与伦比的优势. 经过 10 多年的发展,HEMT 已经具 备了优异的微波、毫米波特性,已成为 2～100 GHz 的卫星 通信、射电天文、电子战等领域中的微波毫米波低噪声 放大器的主要器件。同时他也是用来制作微波混频器、 振荡器和宽带行波放大器的核心部件。
1.GaAs体系HEMT
InGaAs层厚度约为20nm，能吸 收由于GaAs和InGaAs之间的晶 格失配（约为1％）而产生的应 力，在此应力作用下，InGaAs 的晶格将被压缩，使其晶格常 数大致与GaAs与AlGaAs的相匹 配，成为赝晶层。因为InGaAs 薄层是一层赝晶层且在HEMT中 起着 i –GaAs层的作用，所以成 为“赝”层，这种HEMT也就相 应地成为赝HEMT。
半导体基本器件及其应用电路综述
半导体基本器件及其应用电路综述引言半导体基本器件是现代电子领域中的重要组成部分，它们在各种电子设备和电路中起着关键的作用。
本文将对常见的半导体基本器件及其应用电路进行综述，旨在帮助读者对这些器件和电路有更深入的了解。
一、二极管1.1 基本原理二极管是一种具有两个 PN 结的半导体器件。
该器件的特性是只允许电流单向通过。
当正向电压施加在二极管的 PN 结上时，电流能够流过二极管，这种状态称为正向偏置；而当反向电压施加在 PN 结上时，二极管会阻止电流通过，这种状态称为反向偏置。
1.2 应用电路•整流电路：利用二极管的单向导电特性，将交流电转换为直流电。
•开关电路：二极管作为开关元件，通过控制二极管的正向和反向偏置，实现电路的开关功能。
•调光电路：利用二极管的正向导电特性，通过改变正向偏置电压的大小，控制二极管通过的电流，从而实现调光效果。
二、三极管2.1 基本原理三极管是一种具有三个 PN 结的半导体器件，分别为基极、发射极和集电极。
根据基极电流对发射极-集电极之间电流的控制，可以将三极管分为两种工作状态：放大状态和截止状态。
2.2 应用电路•放大电路：通过三极管的放大特性，将输入信号放大到需要的幅度，用于信号增强的应用。
•开关电路：类似于二极管的应用，三极管可以作为开关元件，通过控制基极电流，控制电路的开关状态。
三、场效应管3.1 基本原理场效应管是一种以空间电荷控制电流的半导体器件。
其结构包括栅极、漏极和源极。
根据栅极控制电荷可以改变漏极和源极之间的电流。
3.2 应用电路•放大电路：场效应管具有高输入阻抗和低输出阻抗的特性，可以用于放大输入信号。
•开关电路：场效应管也可以作为开关元件使用，通过控制栅极电压，控制电路的开关状态。
四、集成电路4.1 基本原理集成电路（Integrated Circuit，简称 IC）是在一块半导体芯片上集成了多个器件和电路的电子器件。
根据集成度的不同，可以分为小规模集成电路（SSI）、中规模集成电路（MSI）、大规模集成电路（LSI）和超大规模集成电路（VLSI）等。
IGBT技术发展综述
IG BT技术发展综述叶立剑,邹勉,杨小慧(南京电子器件研究所,南京210016)摘要:绝缘栅双极晶体管(IG BT)自问世以来,在结构设计、加工工艺和应用开发等方面得到了很大的发展。
概述了IG BT的一般结构和发展历史,着重介绍了近年来几个专利技术中IG BT结构设计和制造方面的新进展。
特别是宽禁带半导体材料SiC的异军突起,为IG BT技术开辟了一个新的发展空间。
关键词:绝缘栅双极晶体管;专利;碳化硅;掺砷中图分类号:T N389 文献标识码:A 文章编号:10032353X(2008)1120937204R evie w on Development of IGBT TechnologyY e Lijian,Z ou Mian,Y ang X iaohui(Nanjing Electronic Devices Institute,Nanjing210016,China)Abstract:Since insulated gate bipolar transistor(IG BT)appeared,its structure design,processing and application are developed greatly.The general structure and developed history of IG BT are briefly described and new progress for its structure design and manu facture related to several patent technologies in recent years are introduced.S pecially,a new developing domain is opened up for IG BT technology because the wide2bandgap semiconductor SiC is coming to the fore.K ey w ords:IG BT;patent;SiC;As2dopingEEACC:26500 引言能源消耗日益增大,特别是电力的需求矛盾日趋尖锐,大力发展新型电力电子器件已成为一项重要课题,IG BT是现在乃至将来小型化、低噪声、智能化和高性能的中、小容量电力电子装置的首选器件,尤其是IG BT模块及电脑电路一体化的智能功率模块(IPM)与先进的ASIC和现场可编程门阵列(FPG A)等智能控制相结合,将使未来电力电子装置的体积大为缩小。
现代电力电子技术综述
第1期（总第125期）机械管理开发2012年2月No.1（S UM No.125）M EC HANIC ALM ANAGEM ENT ANDDEVELOPM ENTFeb.2012引言电力电子技术就是使用电力半导体器件对电能进行变换和控制的技术，它是综合了电子技术、控制技术和电力技术而发展起来的应用性很强的新兴学科。
随着经济技术水平的不断提高，电能的应用已经普及到社会生产和生活的方方面面，现代电力电子技术无论对传统工业的改造还是对高新技术产业的发展都有着至关重要的作用，它涉及的应用领域包括国民经济的各个工业部门。
毫无疑问，电力电子技术将成为21世纪的重要关键技术之一。
1电力电子技术的发展［1］电力电子技术包含电力电子器件制造技术和变流技术两个分支，电力电子器件的制造技术是电力电子技术的基础。
电力电子器件的发展对电力电子技术的发展起着决定性的作用，电力电子技术的发展史是以电力电子器件的发展史为纲的。
1）半控型器件（第一代电力电子器件）。
上世纪50年代，美国通用电气公司发明了世界上第一只硅晶闸管(SCR)，标志着电力电子技术的诞生。
此后，晶闸管得到了迅速发展，器件容量越来越大，性能得到不断提高，并产生了各种晶闸管派生器件，如快速晶闸管、逆导晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管等。
但是，晶闸管作为半控型器件，只能通过门极控制器开通，不能控制其关断，要关断器件必须通过强迫换相电路，从而使整个装置体积增加，复杂程度提高，效率降低。
另外，晶闸管为双极型器件，有少子存储效应，所以工作频率低，一般低于400Hz 。
由于以上这些原因，使得晶闸管的应用受到很大限制。
2）全控型器件（第二代电力电气器件）。
随着半导体技术的不断突破及实际需求的发展，从上世纪70年代后期开始，以门极可关断晶闸管（GTO ）、电力双极晶体管（BJT ）和电力场效应晶体管（Pow er-M OSFET ）为代表的全控型器件迅速发展[1]。
全控型器件的特点是，通过对门极（基极、栅极）的控制既可使其开通又可使其关断。
电力电子文献综述范文
急求文献综述范文！（电气类或社科类）理水患的方法，既不能固执不知变通，拘泥于古代的典章制度，也不能随意相信别人的话。
原因是地形有高有低，水流有快有慢，池塘有深有浅，河流的形势有弯有直，不经过观察和测量就不能了解它的真实情况，不经过访问，征求意见就不能彻底摸清情况，因此必须亲自登山涉水，亲自辛劳，不怕吃苦。
从前海瑞治理河流的时候，轻装便服，冒着风雨，在荒村乱流中间来来往往，亲自发给民工钱粮，一厘也不克扣，并且随同的管理差役也不曾横索一文钱财。
必须像这样，才能做成事情。
如果贪图安逸，害怕辛劳，计较私利，忘记公益，只想远远地躲开嫌疑，避免抱怨，那么事情就做不成，水利也就办不好了。
机电系毕业论文范文在自律分配系统中，各个子系统是相互独立工作的，子系统为总系统服务，同时具有本身的“自律性”，可根据不同的环境条件作出不同反应。
其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息，在总的前提下，具体“行动”是可以改变的。
这样，既明显地增加了系统的适应能力（柔性），又不因某一子系统的故障而影响整个系统。
3.全息系统化——智能化。
今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显，智能化水平越来越高。
这主要收益于模糊技术、信息技术（尤其是软件及芯片技术）的发展。
今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大，并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定，但在动态（工作）时却是稳定的。
这有点类似于活的生物：当控制系统（大脑）停止工作时，生物便“死亡”，而当控制系统（大脑）工作时，生物就很有活力。
仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体，但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。
这一研究领域称为“生物——软件”或“生物系统”，而生物的特点是硬件（肌体）——软件（大脑）一体，不可分割。
看来，机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋，但有一段漫长的道路要走。
5.微型机电化——微型化。
目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。
LDMOS器件性能研究与综述
2021年9期科技创新与应用Technology Innovation and Application技术创新LDMOS 器件性能研究与综述赵婉婉，廖婉奇（上海电力大学，上海200090）前言功率器件的关键在于实现高耐压和低功耗。
作为功率半导体的主力器件，功率LDMOS 器件存在着R on ，sp 邑BV 2.5（击穿电压Breakdown Voltage ，BV ；比导通电阻Specific On-Resistance ，R on ，sp ）的“硅极限”制约关系。
在提高器件击穿电压的同时，比导通电阻也会随之而增大。
因此打破“硅极限”的制约关系，缓解击穿电压和比导通电阻间的矛盾关系，在提高器件击穿电压的同时降低比导通电阻，成为功率器件设计时需要考虑的重要问题。
LDMOS 器件作为一种功率器件，为了更好的实现器件高击穿电压和低导通电阻，研究人员从器件新机理以及新结构等方面出发，不断寻求的突破点，以便能够更好的提升器件性能。
本文从不同方面对以存在的研究方法以及研究机理展开研究。
1浅沟槽隔离(STI )技术在不过多损失R on ，sp 的情况下提高BV ，在漂移区中应用STI 技术是一种十分可行的方案。
漂移区引入STI 能在不增加漂移区直线长度的情况下，增大器件体区到漏极之间有效的表面距离，提高器件的击穿电压。
但是传统的STI 开态的电流路径较长，在STI 拐角处电流拥挤，对R on ，sp 的影响较大。
同时由于传统STI 的边缘较深，使得高BV 的LDMOS 很难实现低R on ，sp ，因此人们在传统STI 的基础上进行创新，从而更好的提升器件性能。
STI 技术因STI 结构的不同又可以分为full-STI 和split-STI ，split-STI 的提出是因为full-STI 阻碍了源端到漏端的电流路径。
基于STI 的LDMOS 的不足之处在于：由于电流多集中在STI 的底部边缘，会产生碰撞电离和热载流子。
现代电力电子技术发展现状综述
现代电力电子技术发展现状综述摘要：主要介绍现代电力电子技术兴起和发展过程，针对目前电力电子技术水平，介绍电力电子器件最新的发展情况，最后介绍电力电子技术未来的发展趋势及应用前景。
关键词：电力电子技术；电力电子器件；电力电子集成；电力系统0引言电力电子技术就是使用电力半导体器件对电能进行变换和控制的技术，它是综合了电子技术、控制技术和电力技术而发展起来的应用性很强的新兴学科。
随着经济技术水平的不断提高，电能的应用已经普及到社会生产和生活的方方面面，现代电力电子技术无论对传统工业的改造还是对高新技术产业的发展都有着至关重要的作用，新型电力电子技术已渗透到科研交通、能源、环保及军工等领域，成为提升各种大功率现代装备综合能力的关键技术，受到各国政府、研究机构、行业和企业的高度重视[1]。
毫无疑问，电力电子技术将成为21世纪的重要关键技术之一。
1电力电子技术的发展自本世纪五十年代末第一只晶闸管问世以来，电力电子技术开始登上现代电气传动技术的舞台，以此为基础开发的可控硅整流装置，是电气传动领域的一次革命，这标志着电力电子技术的诞生。
现代电力电子技术经历了整流器时代，逆变器时代和变频器时代。
进入21世纪，随着新的理论、新的器件、新的技术的不断涌现，特别是与微电子(计算机与信息)技术的日益融合，电力电子器件的发展对电力电子技术的发展起着决定性的作用，电力电子技术的应用领域也必将不断地得以拓展，随之而来的必将是智能电力电子时代[2]。
2电力电子技术的应用2.1一般工业领域现代工业中大量应用各种交直流电动机。
直流电动机有良好的调速性能，给其供电的可控整流电源或直流斩波电源都是电力电子装置近年来，由于电力电子变频技术的迅速发展，使得交流电机的调速性能可与直流电机相媲美，交流调速技术大量应用并占据主导地位。
大至数千千瓦的各种轧钢机，小到几百瓦的数控机床的伺服电机，以及矿山牵引等场合都已广泛采用电力电子交直流调速技术。
一些对调速性能要求不高的大型鼓风机等近年来也采用了变频装置，以达到节能的目的还有些不调速的电机为了避免起动时的电流冲击而采用了软起动装置，这种软起动装置也是电力电子装置。
半导体材料文献综述
半导体材料文献综述半导体材料是一类电子特性介于导体和绝缘体之间的材料，具有广泛应用于电子器件、光电子器件和能源转换等领域。
在过去的几十年中，半导体材料的研究取得了重大进展，为各种应用领域提供了新的可能性。
本文综述了半导体材料的研究进展，并重点探讨了其在电子器件和能源转换等领域的应用。
半导体材料的研究可以追溯到上世纪50年代，最早的半导体材料是硅和锗。
随着研究的深入，人们发现了新的半导体材料，如氮化镓、碳化硅和磷化铟等。
这些新材料具有更好的电子特性和热特性，广泛应用于电子器件领域。
此外，半导体材料的研究还包括光电子和能源转换等领域。
在电子器件领域，半导体材料被广泛应用于晶体管、太阳能电池和发光二极管等器件中。
晶体管是现代电子器件中最重要的组成部分之一、它可以放大和开关电信号，广泛应用于计算机、手机和其他电子设备中。
近年来，石墨烯等新型二维材料也被提出用于制备晶体管，以提高器件性能。
太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置，其中半导体材料是核心部分。
常见的太阳能电池材料有硅、硫化镉和铜铟镓硒等。
不同材料具有不同的光吸收特性和电荷传输特性，影响着太阳能电池的效率和稳定性。
近年来，半导体纳米材料和有机-无机杂化材料也被广泛用于太阳能电池的研究中，以提高器件效率和降低成本。
此外，半导体材料在光电子器件领域也有重要应用。
光电二极管、激光二极管和光电探测器等器件都是利用半导体材料的光电转换特性来实现的。
例如，光电二极管通过光电效应将光信号转化为电信号，广泛应用于光通信和光传感器等领域。
激光二极管则是利用半导体材料在电流激发下发射激光光束，用于激光打印、激光切割和医学激光等领域。
光电探测器则通过光电效应将光信号转化为电信号，广泛应用于光学成像和光学通信系统中。
近年来，磷化铟和锗等新型半导体材料的发展也为光电子器件带来了新的可能性。
半导体材料在能源转换领域也有广泛应用。
例如，半导体材料在光催化水分解中可以吸收太阳能，将水分解为氢气和氧气，用于氢燃料电池等能源装置。
功率半导体器件表面钝化技术综述
功率半导体器件表面钝化技术综述郭勇;吴郁;金锐;李立;李彭;刘晨静【摘要】表面钝化技术是半导体器件制造过程中的重要工艺环节,对器件的电学特性和可靠性有重要影响.文中侧重于功率器件领域,回顾了各种高压结终端所需的不同钝化工艺,包括平铺叠加的复合介质膜、有机聚合物覆盖、玻璃或有机聚合物填充等.综述了钝化工艺中所采用的各种钝化材料的性质和功能,给出了它们在功率器件结构中的典型数据,包括二氧化硅、磷硅玻璃、氮化硅、氮氧化硅、三氧化二铝、半绝缘多晶硅、聚酰亚胺(PI)、玻璃料等,并对新近用于钝化的苯并环丁烯、氢化无定形碳化硅和氢化无定形碳等材料进行了介绍和展望.【期刊名称】《电子科技》【年(卷),期】2017(030)012【总页数】6页(P130-135)【关键词】功率器件;钝化工艺;结终端结构;钝化材料【作者】郭勇;吴郁;金锐;李立;李彭;刘晨静【作者单位】北京工业大学信息学部,北京100124;北京工业大学信息学部,北京100124;全球能源互联网研究院,北京102209;全球能源互联网研究院,北京102209;北京工业大学信息学部,北京100124;北京工业大学信息学部,北京100124【正文语种】中文【中图分类】TN323.4功率器件的表面钝化技术并非局限于前道工艺最后阶段被称为“生长钝化层”的那个工序。
事实上，大多数情况下它开始于“一次氧化”，并且贯穿整个制程的始终。
经钝化后的芯片会变得“迟钝”、“钝滞”，对环境氛围的干扰、刺激、污染、渗透和变化等几乎不作响应，其原有电性能可以基本保持不变，这正是期望的一种良好特性。
自从半导体器件问世以来，表面钝化问题一直是一个研究的重点。
半导体器件对半导体表面及外界环境极为敏感，例如表面离子玷污、二氧化硅内的碱金属离子和固定电荷、界面态、辐照感应电荷等都会严重制约半导体器件的电学特性和可靠性。
为提高器件的稳定性，早期在半导体器件表面涂抹适当材料作为保护剂，同时在管壳进行气密封时抽空或充入惰性气体。
混合动力电动汽车中电力电子技术应用综述
混合动力电动汽车中电力电子技术应用综述1 引言电力电子技术是研究应用电力半导体器件实现电能变换和操纵的学科，它是一门由电子、电力半导体器件和操纵三者相互交叉而显现的新兴边缘学科。
它研究的内容专门广泛，要紧包括电力半导体器件、磁性材料、电力电子电路、操纵集成电路以及由其组成的电力变换装置。
目前，电力电子学研究的要紧方向是[1>：〔1〕电力半导体器件的设计、测试、模型分析、工艺及仿真等；〔2〕电力开关变换器的电路拓扑、建模、仿真、操纵和应用；〔3〕电力逆变技术及其在电气传动、电力系统等工业领域中的应用等。
电动汽车〔EV〕作为清洁、高效和可连续进展的交通工具，既对改善空气质量、爱护环境具有重大意义，又对日益严峻的石油危机提供了解决方法；同时，电动汽车作为电力电子技术的一个新的应用领域，涵盖了DC／DC和DC／AC的全部变换，是有用价值专门高的运用领域[2>。
2 混合动力电动汽车简介当前世界汽车产业正处于技术革命和产业大调整的进展时期，安全、环保、节能和智能化成为汽车界共同关怀的重大课题。
为了使人类社会和汽车工业连续进展，世界各国专门是发达国家和部分进展中国家都在研究各种新技术来改善汽车和环境的和谐性。
电动汽车作为21世纪汽车工业改造和进展的要紧方向，目前已从实验室开发试验时期过渡到商品性试生产时期，世界上许多知名汽车厂家都推出了具有高科技水平的安全或环保型概念车，目的是为了引导世界汽车技术的潮流。
2.1 各种类型电动汽车特点及其进展依照所使用的动力源不同，电动汽车大致可分为三类：蓄电池电动汽车或纯电动汽车(Battery Electric Vehicle)、以氢气为能源的燃料电池电动汽车〔Fuel Cell Electric Vehicle〕和混合动力电动汽车〔Hybrid Electric Vehicle〕。
纯电动汽车是单独依靠蓄电池供电的，但目前动力电池的性能和价格还没有取得重大突破，因此，纯电动汽车的进展没有达到预期的目的；燃料电池电动汽车具有能量转化率高、不污染环境、使用寿命长等不可比拟的优势。
1-1-电力电子器件特征与分类
电力电子器件特征与分类◆电力电子技术的概念：使用电力电子器件对电能进行变换和电力电子技术的概念使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。
◆电力电子器件的地位：又称功率半导体器件，是电力电子电电力电子器件的地位又称功率半导体器件是电力电子电路（变流技术）的基础。
◆电力电子器件概念：可直接用于主电路中，实现电能的变换电力电子件概念直接用主电路中实电能的变换或控制的电子器件。
问题：为什么要对电能进行变换和控制？（）特征半导体功率开关与普通半导体器件有何区别? （一）特征问题：半导体功率开关与普通半导体器件有何区别☞电力电子器件能处理电功率的能力，一般远大于处理信息的电子器件的电子器件。
☞电力电子器件一般都工作在开关状态。
☞电力电子器件往往需要由信息电子电路来控制，需要驱动电路。
☞电力电子器件自身的功率损耗远大于信息电子器件，一般都要安装散热器。
ii；（2）开关处于导通状态时能流过大电流端电压为零；（3）导通、关断切换时所需；（4）长期反复地开关也不损坏（）。
）长期反复地开关也不损坏（寿命长◆电力电子开关的特点---近似理想开关◆电力电子开关的主要损耗☞通态损耗是器件功率损耗的主要成因。
器件开关频率较高时的可行性☞器件开关频率较高时，开关损耗可能成为器件功率损耗的主要因素。
◆在分析变换器电路时采用理想化器件模型的可行性：☞由于能量转换的效率通常设计得很高，所以器件的通态电压与工作电压相比一定比较小所以在电路分析中可以电压与工作电压相比一定比较小，所以在电路分析中可以忽略。
☞器件的开关时间一定远小于电路的工作周期因此可近器件的开关时间定远小于电路的工作周期，因此可近似为瞬时通断。
采用理想化器件模型可大大简化变换器工作原理的分析，但是在设计实际变流装置时，必须考虑器件的具体特性。
（三）电力电子开关器件的应用准则在设计变流电路时，应根据应用的场合选择适合的电力电子开关器件。
选择时应考虑如下问题：☞电压和电流定额决定器件处理功率的能力。
半导体材料与器件在电子信息工程中的研究进展
半导体材料与器件在电子信息工程中的研究进展近年来，随着电子信息工程的快速发展，半导体材料与器件在该领域的研究也取得了令人瞩目的进展。
半导体材料和器件作为电子信息工程的重要组成部分，对于实现高性能、高效能的电子设备以及信息通信技术起着至关重要的作用。
本文将对半导体材料与器件在电子信息工程中的研究进展进行综述。
1. 研究进展1：新型半导体材料的研究与应用随着科技的不断进步，新型半导体材料的研究与应用成为当前的热门领域之一。
例如，石墨烯作为一种二维材料，具有优异的电子传输性能和独特的物理性质，被广泛应用于电子器件中。
另外，氮化镓（GaN）等宽禁带半导体材料也具有重要的应用潜力，被用于高频功率器件、光电子器件等领域。
2. 研究进展2：新型半导体器件的设计与制备技术随着研究的深入，新型的半导体器件设计与制备技术也得到了广泛关注。
例如，晶体管是电子信息工程中非常重要的一种器件，目前已经发展出多种新型的晶体管结构，如双极性晶体管、场效应晶体管等，不断提高了电子器件的性能。
此外，集成电路的设计与制备技术也得到了快速发展，实现了器件尺寸的不断缩小和集成度的提高。
3. 研究进展3：半导体材料与器件在能源领域的应用近年来，半导体材料和器件在能源领域的应用受到了越来越多的关注。
例如，太阳能电池作为一种应用广泛的半导体器件，可以将太阳能转化为电能，成为可再生能源的重要组成部分。
此外，半导体材料和器件还可以用于节能照明、热电转换等领域，为能源的可持续发展做出了重要贡献。
4. 研究进展4：半导体材料和器件的微纳加工技术微纳加工技术是半导体器件制备的重要手段之一，也是半导体材料和器件研究的热点之一。
通过微纳加工技术，可以实现对半导体材料和器件的精确加工和控制，进而提高器件的性能和可靠性。
例如，通过纳米级工艺可以制备出更小尺寸的器件，实现器件的高度集成和多功能化。
5. 研究进展5：半导体材料与器件的可靠性与寿命半导体器件的可靠性和寿命是衡量其性能和质量的重要指标。
FinFET器件结构发展综述
FinFET器件结构发展综述熊倩1，马奎⑺，杨发顺1王(1.贵州大学大数据与信息工程学院，贵州贵阳550025；2.半导体功率器件可靠性教育部工程研究中心，贵州贵阳550025)摘要：随着集成电路技术日新月异的发展，器件尺寸不断缩小，当场效应晶体管沟道缩短至22nm以后，传统平面场效应晶体管不再满足发展的需求。
FinFET是一种新型的三维器件，由于良好的性能目前被广泛研究应用。
主要介绍了FinFET器件的基础结构以及基础工艺流程，以及在基础结构上所发展起来的一些改良后的FinFET器件结构。
最后结合实际对未来FinFET器件结构的发展寄予展望。
关键词：场效应晶体管；FinFET；器件结构；工艺中图分类号：TN386文献标识码：A DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.200512中文引用格式：熊倩，马奎，杨发顺.FinFET器件结构发展综述[J].电子技术应用，2021,47(1)：21-27.英文弓I用格式：Xiong Qian,Ma Kui,Yang Fashun.Overview of F inFET device structure development[J].Application of Electronic Technique,2021,47(1)：21-27.Overview of FinFET device structure developmentXiong Qian1,Ma Kui1，2,Yang Fashun1，2(1.College of Big Data and Information Engineering,Guizhou University,Guiyang550025,Chnia；2.Semiconductor Power Device Reliability Engineering Research Center of Ministry of Education,Guiyang550025,China)Abstract:With the rapid development of integrated circuit technology,the size of devices continues to shrink.When the channel of the field effect transistor is shortened to22nm,the traditional planar field effect transistor no longer meets the development needs.FinFET is a new type of three-dimensional device,which is currently widely researched and applied due to its good performance.It mainly introduces the basic structure and basic process flow of FinFET devices,as well as some improved FinFET device structures developed on the basic structure.Finally,combined with the reality,the future development of FinFET device structure is expected.Key words:field effect transistor；FinFET；device structure；process0引言晶体管最重要的性能是控制电流的开断，当晶体管的沟道缩短到一定程度时，晶体管的沟道电流很难关紧。
电力电子器件的最新发展现状
静电感应晶体管 SIT是一种电压控制器件。在零栅压或很小旳负栅压 时，沟道区已全部耗尽，呈夹断状态，接近源极一侧旳沟道中出现呈马 鞍形分布旳势垒，由源极流向漏极旳电流完全受此势垒旳控制。在漏极 上加一定旳电压后，势垒下降，源漏电流开始流动。漏压越高,越大,亦即 SIT旳源漏极之间是靠漏电压旳静电感应保持其连接旳,所以称为静电感 应晶体管。
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和双极型晶体管相比,SIT具有下列旳优点：①线性好、噪声小。用 SIT制成旳功率放大器,在音质、音色等方面均优于双极型晶体管。②输 入阻抗高、输出阻抗低，可直接构成OTL电路。③SIT是一种无基区晶体 管，没有基区少数载流子存储效应，开关速度快。④它是一种多子器件， 在大电流下具有负温度系数，器件本身有温度自平衡作用，抗烧毁能力 强。⑤无二次击穿效应，可靠性高。⑥低温性能好，在-19℃下工作正常。 ⑦抗辐照能力比双极晶体管高50倍以上。
电子技术旳开端。今后，晶闸管(SCR)旳派生器件越来越多， 到了70年代
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已经派生了迅速晶ห้องสมุดไป่ตู้管、逆导晶闸管、双向晶闸管、不对称晶闸管等半 控型器件，功率越来越大，性能日益完善。但是因为晶闸管本身工作频 率较低（一般低于400Hz），大大限制了它旳应用。另外，关断这些器 件，需要逼迫换相电路，使得整体重量和体积增大、效率和可靠性降低。 全控型器件——第二代电力电子器件
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器件中是最高旳。另外，MCT可承受极高旳di/dt和du/dt， 使得其保护电路能够简化。MCT旳开关速度超高GTR,开关 损耗也小。
MCT曾一度被以为是一种最有发展前途旳电力电子器件 。所以，20世纪80年代以来一度成为研究旳热点。但经过十 数年旳 研 究 ，其关键技术问题没有大旳突破，电压和电流容 量都远未到达预期旳数值，未能投入实际应用。而其竞争对 手IGBT却进展飞速，所以，目前从事MCT研究旳人不是诸 多。
IGBT功率模块封装失效机理及监测方法综述
IGBT功率模块封装失效机理及监测方法综述IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）功率模块是一种集成了功率MOSFET和双极晶体管结构的半导体器件，广泛应用于高功率和高频率开关电源和电力电子应用中。
IGBT功率模块的性能和可靠性对电力系统的稳定运行起着至关重要的作用。
然而，由于工作环境的恶劣以及运行的高电流和高温度等因素，IGBT功率模块容易出现封装失效，影响其性能和寿命。
1.焊接疲劳：由于功率模块在工作过程中会不可避免地受到温度循环的作用，焊接接点易受到热应力的影响，导致焊接疲劳和裂纹的产生，从而引起焊点脱落和模块间隙增大。
2.焊接接触不良：焊接接点的不良接触会导致接触电阻升高，并在高功率运行时产生局部过热，导致接触界面松动，增加电阻和损耗。
3.热膨胀不匹配：由于功率模块中不同材料的热膨胀系数不同，工作过程中温度变化引起的热膨胀不匹配会导致模块内部应力的积累，从而损坏封装材料。
4.熔敷金属扩散：在高温环境下，熔敷金属会发生扩散，导致金属间的相互渗透和细化，降低导电和导热性能。
为了监测和评估IGBT功率模块的封装失效，可采用以下方法：1.热循环试验：通过将功率模块置于高温和低温交替的环境中，模拟实际工作条件下的热循环，以评估模块封装对温度变化的适应性和寿命。
2.压力测试：通过施加一定的机械压力，并在高温、高湿环境下测试，检测模块封装是否存在裂纹、脱落等问题，评估其可靠性。
3.红外热像仪：使用红外热像仪可以检测模块工作过程中的温度分布和局部过热现象，及时发现模块的温度异常情况。
4.电流监测：通过在模块输入和输出端接入电流传感器，实时监测电流波形和变化，以判断IGBT功率模块的工作状态和性能。
5.静电放电检测：静电放电是导致功率模块损坏的重要因素之一，可使用相关设备对模块进行静电放电测试，评估其抗静电能力。
综上所述，IGBT功率模块封装失效机理主要包括焊接疲劳、焊接接触不良、热膨胀不匹配和熔敷金属扩散等问题。