عنوان پایان‌نامه
بررسی روش طراحی ترانزیستورهای قدرت مبتنی بر سیلیکان
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-الکترونیک- تکنولوژی نیمه هادی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه دانشکده برق و کامپیوتر شماره ثبت: E1595;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 41659;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 1595
- تاریخ دفاع
- ۰۵ اسفند ۱۳۸۷
- دانشجو
- نگین پیوست
- استاد راهنما
- مرتضی فتحی پور
- چکیده
- میدان شکست بزرگ و هدایت گرمایی زیاد برخی خصوصیات کربید سیلیسیم است که استفاده از آن را در کاربردهای قدرت بسیار مناسب جلوه می کند. ساختارهای مختلفی مانند ترانزیستور MOS دوبار کاشت داده شده (DIMOS) و ترانزیستور MOS با گیت U شکل (UMOS) برای ترانزیستورهای قدرت بر پایه این ماده طراحی و ساخته شده است. این افزاره¬ها ولتاژ شکست پایین و مقاومت حالت روشن بزرگی دارند. بعلاوه ساخت آنها مشکلاتی دارد. در این پژوهش طرح¬های جدید ترانزیستورهای قدرت مورد مطالعه قرار گرفته است. از میان این افزاره¬ها ترانزیستور اثرمیدانی UMOS در مد انباشتگی (ACCUFET-UMOSFET) دارای ویژگی¬های منحصر به فردی برای کاربردهای قدرت می¬باشد. یکی از مشکلات موجود در این ساختار شکست زود هنگام اکسید زیر شیار گیت پیش از شکست بهمنی در SiC می باشد. این امر اغلب باعث می شود که نتوان از قابلیت بالای SiC در میدان¬های الکتریکی شدید استفاده مناسبی نمود. در پروژه حاضر به منظور بهبود مشخصه ولتاژ شکست افزاره، روش¬هایی جهت محافظت از اکسید و نیز روش¬های مبتنی بر ابر پیوند مورد بررسی قرار گرفت که به بهبود ولتاژ شکست به میزان 2070 ولت منجر گردید.
- Abstract
- In this thesis we investigate design methodologies for several power MOSFETs based on SiC. Because of high breakdown voltage, high saturated drift velocity of electrons and high thermal conductivity, Silicon Carbide offers great promise in high temperature and high power semiconductor devices .Based on an extensive review of SiC power MOSFETs, accumulation-mode U-Trench Metal Oxide Semiconductor (ACCUFET-UMOSFET) was selected as an optimized structure for achieving high breakdown voltage. Detailed analysis of this device lead to important design guidelines for the structure. Optimization of device breakdown voltage was carried out using a commercial simulator. The super-junction (SJ) MOSFET has recently emerged as an important vehicle to enhance the breakdown voltage. This concept has been utilized to enhance the breakdown voltage (BV) as well as the drain current (or to reduce the on-state resistance, Ron). In this thesis the performance of specific on-state resistance and breakdown voltage of a specially designed super-junction power ACCUFET-UMOSFET device is investigated and breakdown voltage of 2070 Volts has been obtained.
