發(fā)布時間：2017-08-21 10:04

  本文關鍵詞：低導通電阻碳化硅光導開關研究

  更多相關文章： SiC光導開關 微帶電路 離子注入 最小導通電阻 光斑尺寸

【摘要】：光導開關是一種光控電開關,因其可容功率大、體積小、耐擊穿電壓高、導通電阻小、響應速度快、重復頻率高、抖動小和可靠性高等特點,逐漸受到脈沖功率領域學者們的關注,也因其能產生皮秒量級的電脈沖而在太赫茲領域受到重視。伴隨著SiC單晶材料生長技術的日益成熟和其優(yōu)異的半導體性能,促進了SiC光導開關的研究。本文研究了以4H-SiC為基體材料的平面型光導開關。簡要介紹了光導開關的研究背景、工作原理以及發(fā)展歷史。根據(jù)材料內部載流子連續(xù)性方程,理論模擬了SiC光導開關的輸出特性�；跍y試電路的原理,利用相關軟件對測試電路進行了仿真模擬,確定了電容等電路元件參數(shù),搭建了光導開關實驗測試平臺。重點研究了影響開關導通特性的因素。在開關的研制工藝方面,研究了離子注入工藝對開關導通性能的影響,結果表明,磷離子注入可以明顯減小開關的導通電阻,提高其導通性能。對于開關的外部工作條件,研究了觸發(fā)光脈沖特性對光導開關導通特性的影響,改進了實驗系統(tǒng)中的光路,優(yōu)化了激光光斑尺寸和能量分布。結果表明,光斑優(yōu)化能夠通過增加材料對光的吸收效率降低開關的導通電阻,并有效地減小導通時材料內局部電流密度,降低器件的損傷概率。在上述研究的基礎上,研制了耐壓值大于10 kV,最小導通電阻為3.17Ω/mm的高性能平面型4H-SiC光導開關。
【關鍵詞】：SiC光導開關 微帶電路 離子注入 最小導通電阻 光斑尺寸
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM564
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 符號對照表9-10
• 縮略語對照表10-13
• 第一章 緒論13-19
• 1.1 研究背景13-15
• 1.2 SiC光導開關研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 本文的工作安排16-19
• 第二章 碳化硅光導開關理論研究19-25
• 2.1 光導開關理論研究19-21
• 2.1.1 半導體材料的電導率和遷移率19-20
• 2.1.2 半導體材料的導通特性20-21
• 2.2 碳化硅光導開關輸出特性理論模擬21-24
• 2.2.1 載流子的分布21-22
• 2.2.2 方程的離散化求解22-23
• 2.2.3 理論模擬結果與分析23-24
• 2.3 本章小結24-25
• 第三章 光導開關的制備及測試平臺25-35
• 3.1 碳化硅的材料選擇25-26
• 3.1.1 材料的參數(shù)25-26
• 3.2 光導開關結構設計與制備26-28
• 3.2.1 開關的結構26-27
• 3.2.2 制備流程27-28
• 3.3 測試平臺28-34
• 3.3.1 電路原理28-29
• 3.3.2 電路元件參數(shù)29-30
• 3.3.3 微帶電路的引入30-33
• 3.3.4 系統(tǒng)搭建33-34
• 3.4 本章小結34-35
• 第四章 碳化硅光導開關導通電阻特性研究35-45
• 4.1 有無離子注入對開關導通電阻的影響35-37
• 4.1.2 無離子注入時的最小導通電阻35-36
• 4.1.3 增加離子注入工藝后的最小導通電阻36-37
• 4.2 觸發(fā)光能量對最小導通電阻的影響37
• 4.3 激光光斑大小對最小導通電阻的影響37-41
• 4.3.1 光斑優(yōu)化理論研究38-39
• 4.3.2 光斑優(yōu)化實驗研究39-41
• 4.4 不同偏置電壓下器件的輸出特性41-42
• 4.5 本章小結42-45
• 第五章 總結與展望45-47
• 5.1 本文總結45
• 5.2 展望未來45-47
• 參考文獻47-51
• 致謝51-53
• 作者簡介53-54

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