9822金沙平台

教学科研

教学科研

    信息科学与工程学院集成电路团队在功率半导体芯片研究中取得新进展

    日期:2024-04-19来源:信息科学与工程学院 人工智能学院 网络空间安全学院 浏览量:

    信息科学与工程学院集成电路团队提出一种超级场板技术,大幅提升了横向绝缘栅双极型晶体管(LIGBT)的耐压能力,使其接近了理论极限。相关成果以“A 500V Super Field Plate LIGBT with Excellent Voltage Blocking Capability”为题发表于集成电路领域顶级期刊IEEE Electron Device Letters,论文第一单位为9822金沙平台信息科学与工程学院,张春伟老师为第一编辑,李阳老师为通讯编辑。

    LIGBT兼具MOS管的集成度高、易驱动的优点和BJT电流能力强、高输出功率的优点,广泛应用于新能源汽车、轨道交通、白色家电、工业控制等领域,被誉为电力电子装备的“心脏”以及高效节能减排的主力军,其关键核心技术研究受到了学术界和产业界的广泛关注。该工作针对LIGBT的耐压能力和电流能力提出了一种世界先进的设计技术。

    团队针对LIGBT器件耐受高电压的关键能力,从器件雪崩击穿的本质出发,根据电荷对电场影响的物理机制,设计出一种感应电荷量可控的超级场板技术。该技术利用器件场板与漂移区间形成的寄生电容,以及互连金属间的寄生电容形成串联电容结构,通过设计寄生电容设计控制器件耐压状态下的感应电荷量,并基于电荷平衡理论推导出了超级场板的参数设计方法,基于500V耐压等级的LIGBT实验结果显示,超级场板实现了均匀电场分布,将器件耐压能力提升了38.1%,达到了18.8V/μm,与目前最先进的超结技术耐压能力持平,但是,本工作所提出的超级场板技术额外具有无需占用漂移区、无需P型掺杂工艺、适用于第三代半导体器件GaN-HEMT等优点,因此,该技术相比现有技术具有明显的优势,对未来功率器件的发展具有重要推动作用。

     

    超级场板LIGBT器件结构示意图(上)及耐压能力测试结果(下)

    9822金沙平台集成电路团队主要开展功率半导体芯片、第三代半导体芯片、神经形态芯片、智能感知系统等新型器件、电路及系统研究。该工作得到了国家自然科学基金面上项目、山东省自然科学基金、济南市市校融合发展专项等项目的支撑。


    撰稿:张春伟    编辑:张雅静    编审:张伟

    XML 地图 | Sitemap 地图