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华侨大学机电及自动化学院

半导体器件模拟与仿真方法

电子技术OOOO

华侨大学机电及自动化学院

1、[16] Yubiao Pan, Hao Chen, Jianing Zhao, Yinlong Xu, "HCFTL: A Locality-Aware Flash Translation Layer for Efficient Address Translation",?IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems (TCAD), vol.41, no.8, pp.2477-2489, 202?(CCF A类期刊)

2、[15] Yuhan Luo, Mingwei Lin, Yubiao Pan, Zeshui Xu, "Dual Locality-Based Flash Translation Layer for NAND Flash-Based Consumer Electronics", IEEE Transactions on Consumer Electronics (TCE), vol.68, no.3, pp.141-148, 202

3、[14] Yubiao Pan, Mingwei Lin, Zhixiong Wu, Huizhen Zhang, Zeshui Xu, "Caching-aware Garbage Collection to Improve PerforOOnce and Lifetime for NAND Flash SSDs", IEEE Transactions on Consumer Electronics (TCE), vol.67, no.2, pp.281-290, 202

4、[13] Yubiao Pan, Mingwei Lin, "ACS: an Alternate Coding Scheme to Improve Degrade Read PerforOOnce for SSD-based RAID5 Systems",?Int. J. High PerforOOnce Systems Architecture, vol. 10, no. 2, pp.70-79, 202

半导体器件模拟与仿真方法

1、近年来，国防工业与国民经济各个领域对于电能处理和变换的要求不断提高，并且还要满足节能和新能源开发的需要，功率半导体器件作为电能变换装置核心部件也起着越来越重要的作用。绝缘栅双极型晶体管IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是问世于20世纪80年代中期的一种新型电力电子器件，它兼有MOOOET的高输入阻抗、快速响应和电力晶体管(GTR)的高电流密度，低通态压降等优良特性，表现出了良好的综合特性，已成为我国当前工业领域中应用最广泛的全控型电力电子器件，并得到迅速发展。IGBT逐渐取代了功率晶体管（Power OOT）、晶闸管（GTO）和功率MOOOET，在中频、OO率电力电子电路中得到广泛应用。

2、IGBT的模型一直是研究的一项重点，它是器件研制和应用过程中的重要辅助工具，模型的精准可以准确地预估IGBT的暂态电气和稳态电气行为，从而为工作人员开发产品节省大量的成本和时间，因此对IGBT的设计和仿真有着重要的实际意义。

3、本文主要是以非穿通型(NPT型)IGBT为研究对象，详细介绍了IGBT的发展以及趋势，分析了NPT型IGBT的器件构造，工作原理和特性。并采用功率器件的算法计算1000V 60A NPT型IGBT的主要参数。运用Silvaco TCAD对1000V 60A NPT型IGBT制造工艺的仿真以及特性的模拟。

4、关键词：绝缘栅双极型晶体管，IGBT，Silvaco，功率半导体器件，NPT型IGBTThe Design and Simulation of 1000V 60A NPT IGBT Based on Silvaco TCAD

电子技术OOOO

1、摘 ?要：对混合PIN/Schottky二极管（MPS）的少子特性进行研究，，对PIN二极管、肖特基二极管和MPS的工作原理进行了分析，在Silvaco TCAD软件下对MPS的少子浓度进行仿真，最后得出结论，偏压和器件结构的改变都会改变少子的浓度。

2、Abstract:Firstly, the working principle of PIN diodes, Schottky diodes and MPS is OOOOyzed, and then the minority concentration of MPS is simulated under Silvaco TCAD software. Finally, the minority molecules of MPS are OOOOyzed. Conclusion, bias and device structure changes will change the concentration of children.

3、电子产品中的PIN二极管和肖特基二极管是我们常用到的两种功率整流器件，肖特基二极管的反向漏电流大、击穿电压低，PIN二极管的大开启电压和较慢的反向恢复时间是制约其做性能优良的功率二极管。同时具有PIN二极管和肖特基二极管的优点并且没有二者缺点的二极管正在发展，这种二极管就是MPS（Merged PIN/Schottky Diode，混合PIN/肖特基功率二极管）功率二极管，MPS二极管是一种结合PIN二极管和肖特基二极管优点的二极管，其结构也是由PN结和肖特基接触混合形成的[1]。

4、肖特基二极管是由金属和半导体接触形成的，肖特基二极管的简写为SBD（Schottky Barrier Diode），如图1所示，在金属一侧，ΦBO是半导体接触的理想势垒高度，金属中的电子向半导体中移动形成势垒，该势垒为肖特基势垒；在半导体一侧，Vbi是内建电势差，是导带中的电子运动到金属中形成的势垒。金属和半导体之间加一个正电压，肖特基二极管处于正偏工作状态，正偏压下的肖特基二极管的能带图如图1所示，半导体势垒高度Vbi会减小，而ΦBO依然保持不变，使得内建电势差降低，这种情况下，电子很容易从半导体流向金属，半导体内部的少子浓度会增大。