集成功率器件設(shè)計(jì)及TCAD仿真

譯者序
原書(shū)前言
作者簡(jiǎn)介
第１章　電力電子，可以實(shí)現(xiàn)綠色的技術(shù)１
?。?１　電力電子介紹１
　１.２　電力電子的發(fā)展歷程３
　１.３?。模茫模米儞Q器４
?。?４　線性穩(wěn)壓器４
?。?５　開(kāi)關(guān)電容ＤＣ／ＤＣ變換器（電荷泵） ５
?。?６　開(kāi)關(guān)模式ＤＣ／ＤＣ變換器６
?。?７　線性穩(wěn)壓器、電荷泵和開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的比較８
?。?８　非隔離ＤＣ／ＤＣ開(kāi)關(guān)變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)８
　?。?８.１?。拢酰悖胱儞Q器９
　?。?８.２?。拢铮铮螅糇儞Q器１１
　　１.８.３?。拢酰悖耄猓铮铮螅糇儞Q器１２
　?。?８.４　Ｃｕｋ變換器１４
　?。?８.５　非隔離式變換器額外的話題１４
　１.９　隔離的開(kāi)關(guān)變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)１６
　?。?９.１　反激式變換器１６
　?。?９.２　正激式變換器１７
　?。?９.３　全橋變換器１８
　?。?９.４　半橋變換器１９
　?。?９.５　推挽變換器２０
　?。?９.６　隔離ＤＣ／ＤＣ變換器其他話題２０
　?。?９.７　隔離ＤＣ／ＤＣ變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的比較２２
　１.１０?。樱校桑茫烹娐贩抡妫玻?
?。?１１　對(duì)于電池供電器件的電源管理系統(tǒng)２３
?。?１２　小結(jié)２４
第２章　功率變換器和電源管理芯片２５
　２.１　用于ＶＬＳＩ電源管理的動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)２５
?。?２　集成的ＤＣ／ＤＣ變換器２７
　?。?２.１　分段的輸出級(jí)２９
　?。?２.２　一個(gè)輔助級(jí)的瞬態(tài)抑制３２
?。?３　小結(jié)３６
第３章　半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)和超摩爾定律３７
　３.１　半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)３７
?。?２　半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的歷史３８
　?。?２.１　一個(gè)簡(jiǎn)要的時(shí)間表３８
　?。?２.２　八叛逆３８
　　３.２.３　半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的歷史路線圖３９
?。?３　半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的食物鏈金字塔４０
　?。?３.１　第１層：晶圓和ＥＤＡ工具４１
　　３.３.２　第２層：器件工程４２
　?。?３.３　第３層：ＩＣ設(shè)計(jì)４２
　?。?３.４　第４層：制造、封裝和測(cè)試４３
　?。?３.５　第５層：系統(tǒng)和軟件４３
　?。?３.６　第６層：市場(chǎng)營(yíng)銷４４
　３.４　半導(dǎo)體公司４５
?。?５　超摩爾定律４６
第４章　智能功率ＩＣ技術(shù)４９
?。?１　智能功率ＩＣ技術(shù)基礎(chǔ)４９
?。?２　智能功率ＩＣ技術(shù)：歷史展望５０
?。?３　智能功率ＩＣ技術(shù)：產(chǎn)業(yè)展望５２
　　４.３.１　智能功率ＩＣ技術(shù)的工程組５２
　?。?３.２　智能功率ＩＣ技術(shù)開(kāi)發(fā)流程５５
　?。?３.３　計(jì)劃階段５６
　?。?３.４　工藝集成和器件設(shè)計(jì)５７
　　４.３.５　布圖、投片、制造和測(cè)試５８
　?。?３.６　可靠性和標(biāo)準(zhǔn)５９
　?。?３.７　目前智能功率技術(shù)的概述６０
?。?４　智能功率ＩＣ技術(shù)：技術(shù)展望６１
　　４.４.１　智能功率技術(shù)中的器件６２
　?。?４.２　智能功率ＩＣ技術(shù)的設(shè)計(jì)考慮６２
　　４.４.３　隔離方法６５
第５章?。裕茫粒墓に嚪抡娼榻B６７
?。?１　概述６７
　５.２　網(wǎng)格設(shè)置和初始化６７
?。?３　離子注入６９
　?。?３.１分析模型７０
　　５.３.２　多層注入７１
目　　錄Ⅸ　
　?。?３.３?。停铮睿簦澹茫幔颍欤锬M７１
?。?４　淀積７２
?。?５　氧化７３
　?。?５.１　干氧氧化７３
　　５.５.２　濕氧氧化７４
　?。?５.３　氧化模型７４
　５.６　刻蝕７６
?。?７　擴(kuò)散７７
　　５.７.１　擴(kuò)散機(jī)制７８
　?。?７.２　擴(kuò)散模型７９
?。?８　分凝８０
　５.９　工藝模擬器模型的校準(zhǔn)８３
?。?１０　３Ｄ ＴＣＡＤ工藝仿真介紹８４
?。?１１?。牵校辗抡妫福?
第６章?。裕茫粒钠骷抡娼榻B８７
?。?１　概述８７
?。?２　器件仿真基礎(chǔ)８７
　?。?２.１　漂移－擴(kuò)散模型８７
　?。?２.２　離散化８８
　?。?２.３?。危澹鳎簦铮罘椒ǎ福?
　?。?２.４　初始猜測(cè)和自適應(yīng)偏置步長(zhǎng)８９
　　６.２.５　收斂問(wèn)題９０
　?。?２.６　邊界條件９１
　　６.２.７　瞬態(tài)仿真９３
　?。?２.８　網(wǎng)格問(wèn)題９３
　６.３　物理模型９３
　?。?３.１　載流子統(tǒng)計(jì)９４
　　６.３.２　雜質(zhì)的不完全電離９４
　?。?３.３　重?fù)诫s效應(yīng)９４
　?。?３.４?。樱遥群停粒酰纾澹驈?fù)合９４
　?。?３.５　雪崩擊穿和碰撞電離９５
　?。?３.６　載流子遷移率１０１
　?。?３.７　熱和自加熱１０６
　　６.３.８　帶隙變窄效應(yīng)１０７
　６.４?。粒梅治觯保埃?
　?。?４.１　引言１０７
　?。?４.２　基本的公式１０８
　　６.４.３　在ＴＣＡＤ中的ＡＣ分析１１０
?、?集成功率器件設(shè)計(jì)及ＴＣＡＤ仿真
?。?５　在ＴＣＡＤ仿真中的陷阱模型１１１
　?。?５.１　陷阱電荷的狀態(tài)１１１
　　６.５.２　陷阱動(dòng)力學(xué)１１２
?。?６　量子隧穿１１５
　?。?６.１　功率器件中量子隧穿的重要性１１５
　　６.６.２?。裕茫粒姆抡娴幕舅泶├碚摚保保?
　?。?６.３　隧穿的非平衡Ｇｒｅｅｎ函數(shù)的介紹１１８
?。?７　器件仿真器模型的校準(zhǔn)１１９
第７章　功率ＩＣ工藝流程的ＴＣＡＤ仿真１２０
?。?１　概述１２０
　７.２　一個(gè)模擬的功率ＩＣ工藝流程１２０
　?。?２.１　工藝流程步驟１２０
　　７.２.２　模擬的工藝流程的結(jié)構(gòu)視圖１２１
?。?３　智能功率ＩＣ工藝流程模擬１２２
　?。?３.１?。校r底１２２
　　７.３.２?。涡脱诼駥樱保玻?
　　７.３.３　外延層生長(zhǎng)和深Ｎ連接１２５
　?。?３.４　高壓雙阱１２７
　　７.３.５?。危蹋模停希拥模行腕w注入１２８
　?。?３.６　有源區(qū)面積／淺溝槽隔離（ＳＴＩ） １２９
　?。?３.７?。乌搴停汹澹保常?
　　７.３.８　低壓雙阱１３５
　?。?３.９　厚柵氧層和薄柵氧層１３６
　?。?３.１０　多晶柵１３９
　?。?３.１１?。危蹋模暮停校蹋模?１３９
　?。?３.１２　側(cè)墻１４１
　　７.３.１３?。危樱暮停校樱?１４２
　　７.３.１４　后端工序１４４
第８章　集成功率半導(dǎo)體器件的ＴＣＡＤ仿真１５０
?。?１?。校谓Y(jié)二極管１５０
　?。?１.１?。校谓Y(jié)基礎(chǔ)１５０
　　８.１.２　在平衡時(shí)的橫向ＰＮ結(jié)二極管１５１
　?。?１.３　正向?qū)ǎ▽?dǎo)通態(tài)） １５３
　?。?１.４　一個(gè)ＰＮ結(jié)二極管的反向偏置１５６
　　８.１.５　具有ＮＢＬ的橫向ＰＮ結(jié)二極管１５６
　?。?１.６?。校谓Y(jié)二極管的擊穿電壓增強(qiáng)１５８
　?。?１.７　反向恢復(fù)１６６
　?。?１.８?。樱悖瑁铮簦簦耄O管１６９
目　　錄Ⅺ　
　?。?１.９?。冢澹睿澹蚨O管１７０
　?。?１.１０?。校谓Y(jié)二極管的小信號(hào)模型１７３
?。?２　雙極結(jié)型晶體管１７４
　?。?２.１?。危校涡停拢剩缘幕竟ぷ髟恚保罚?
　?。?２.２?。危校涡停拢剩缘膿舸保罚?
　?。?２.３?。拢剩缘模桑智€族１８２
　?。?２.４?。耍椋颍胄?yīng)１８２
　?。?２.５　ＢＪＴ熱失控和二次擊穿的仿真１８６
　?。?２.６?。拢剩缘男⌒盘?hào)模型和截止頻率的仿真１８８
?。?３?。蹋模停希?１９１
　?。?３.１　擊穿電壓的提高１９１
　?。?３.２?。蹋模停希又械募纳危校危拢剩?２２０
　?。?３.３?。蹋模停希拥膶?dǎo)通電阻２２２
　?。?３.４?。蹋模停希拥拈撝惦妷海玻玻?
　　８.３.５?。蹋模停希拥妮椪占庸淘O(shè)計(jì)２２７
　　８.３.６?。蹋模停希拥模桑智€族２２８
　?。?３.７?。蹋模停希拥淖约訜幔玻常?
　?。?３.８　ＬＤＭＯＳ的寄生電容２３１
　?。?３.９?。蹋模停希拥臇烹姾桑玻常?
　　８.３.１０?。蹋模停希臃倾Q位感應(yīng)開(kāi)關(guān)（ＵＩＳ） ２３５
　?。?３.１１?。蹋模停希拥暮?jiǎn)潔模型２３６
第９章　集成的功率半導(dǎo)體器件的３ＤＴＣＡＤ模擬２３８
　９.１?。常钠骷牟季中?yīng)２３８
?。?２?。蹋桑牵拢缘模常姆抡妫玻矗?
　?。?２.１　關(guān)于ＬＩＧＢＴ ２４１
　?。?２.２　分段陽(yáng)極ＬＩＧＢＴ ２４１
　?。?２.３　分段陽(yáng)極ＬＩＧＢＴ３Ｄ工藝仿真２４４
　　９.２.４　分段陽(yáng)極ＬＩＧＢＴ的３Ｄ器件仿真２４６
?。?３　超結(jié)ＬＤＭＯＳ ２５４
　　９.３.１　基本概念２５４
　?。?３.２　超結(jié)ＬＤＭＯＳ的結(jié)構(gòu)２６１
　　９.３.３　超結(jié)ＬＤＭＯＳ的３Ｄ仿真２６１
　?。?３.４　超結(jié)ＬＤＭＯＳ的３Ｄ器件仿真２６４
　　９.３.５　一個(gè)具有相同的Ｎ漂移區(qū)摻雜的標(biāo)準(zhǔn)ＬＤＭＯＳ的３Ｄ仿真２６５
　?。?３.６　一個(gè)Ｎ漂移區(qū)摻雜降低的標(biāo)準(zhǔn)ＬＤＭＯＳ的３Ｄ仿真２６５
　?。?３.７　超結(jié)ＬＤＭＯＳ和標(biāo)準(zhǔn)ＬＤＭＯＳ的比較２６６
?。?４　超結(jié)功率ＦｉｎＦＥＴ ２６７
　?。?４.１　超結(jié)功率ＦｉｎＦＥＴ的工藝流程２６９
?、?集成功率器件設(shè)計(jì)及ＴＣＡＤ仿真
　?。?４.２　超結(jié)功率ＦｉｎＦＥＴ的測(cè)量結(jié)果２７０
　?。?４.３　超結(jié)功率ＦｉｎＦＥＴ的３Ｄ仿真２７１
　９.５　大的互連仿真２７３
　?。?５.１　大的互連的３Ｄ工藝仿真２７５
　?。?５.２　大的互連的３Ｄ器件仿真２７９
第１０章　ＧａＮ器件介紹２８１
?。保?１　化合物材料與硅２８１
?。保?２　ＧａＮ器件的襯底材料２８２
　１０.３?、?－氮族纖鋅礦結(jié)構(gòu)的極化特性２８３
　?。保?３.１　微觀偶極子與極化矢量２８３
　?。保?３.２　晶體結(jié)構(gòu)與極化２８４
　?。保?３.３　零凈極化的理想ｃ０／ａ０比２８４
?。保?４?。粒欤牵幔危牵幔萎愘|(zhì)結(jié)２８７
　　１０.４.１　具有固定鋁摩爾分?jǐn)?shù)的能帶圖２８８
　?。保?４.２　具有一個(gè)固定的ＡｌＧａＮ層厚度的能帶圖２８９
　　１０.４.３　具有摻雜的ＡｌＧａＮ或ＧａＮ層的ＡｌＧａＮ／ＧａＮ結(jié)構(gòu)２９１
　?。保?４.４　具有金屬接觸的ＡｌＧａＮ／ＧａＮ結(jié)構(gòu)２９２
?。保?５　在ＡｌＧａＮ／ＧａＮ結(jié)構(gòu)中的陷阱２９３
?。保?６　一個(gè)簡(jiǎn)單的ＡｌＧａＮ／ＧａＮ ＨＥＭＴ ２９４
　　１０.６.１　器件結(jié)構(gòu)２９４
　?。保?６.２?。牵幔?ＨＥＭＴ的ＩＤ －ＶＧ曲線２９６
　　１０.６.３　小結(jié)２９７
?。保?７　ＧａＮ功率ＨＥＭＴ例子Ⅰ ２９８
　?。保?７.１　器件結(jié)構(gòu)２９８
　　１０.７.２?。牵幔尾牧系呐鲎搽婋x系數(shù)３００
　　１０.７.３?。牵幔危龋牛停云骷膿舸┓抡妫常埃?
?。保?８?。牵幔喂β剩龋牛停苑独?３０１
　１０.９?。牵幔?ＨＥＭＴ器件的柵極漏電流的仿真３０２
　?。保?９.１　器件結(jié)構(gòu)３０２
　?。保?９.２　模型和仿真設(shè)置３０３
　?。保?９.３　柵極泄漏電流仿真３０５
?。保?１０　化合物半導(dǎo)體電力應(yīng)用的市場(chǎng)前景３０６
附錄Ａ　載流子統(tǒng)計(jì)３０８
附錄Ｂ　載流子統(tǒng)計(jì)３０９
附錄Ｃ　陷阱動(dòng)力學(xué)和ＡＣ分析３２０