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（1）制造工藝方面:

 

a 在三重?cái)U(kuò)散型的襯底制作中，為了盡量減少襯底材料的晶格缺陷對(duì)制管成品率的影響，除了設(shè)法消除晶片的內(nèi)應(yīng)力，控制硅片在高溫下二次缺陷的增生之外，還應(yīng)盡量減少和防止重金屬雜質(zhì)的粘污，在工藝中必須保證去離子水有足夠高的純度（在25℃水溫下測(cè)量去離子水的電阻率宜控制在7MΩ以上），并應(yīng)加強(qiáng)硅片、擴(kuò)散系統(tǒng)、用具、器皿的清潔度，此外還應(yīng)注意再分布后進(jìn)行足夠慢的降溫（1.5~2℃/min），以使上述有害雜質(zhì)從晶體內(nèi)部向表面高濃度層遷移。

 

b 為了改善PN結(jié)面質(zhì)量，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上考慮，可以適當(dāng)增加擴(kuò)散結(jié)深，以加大尖峰的曲率半徑，從而可以提高擊穿電壓。但另一方面，隨著擴(kuò)散結(jié)深的增加，磷擴(kuò)散的溫度就要相應(yīng)提高，擴(kuò)散時(shí)間也要相應(yīng)延長(zhǎng)，由此，在磷擴(kuò)散過程中，被吸收到硅表面的雜質(zhì)含量以及形成沉積缺陷的數(shù)目也會(huì)相應(yīng)增多，因此，選擇合理的擴(kuò)散結(jié)深對(duì)于提高大功率管管芯成品率是十分關(guān)鍵的。

 

 c 為盡可能減少在器件制造的整個(gè)過程中出現(xiàn)的或增殖的大量二次缺陷（主要是滑移位錯(cuò)、失配位錯(cuò)和氧化層錯(cuò)等），根據(jù)器件電學(xué)參數(shù)要求，對(duì)于電流容量要求不大的高壓晶體管，在工藝設(shè)計(jì)上可以考慮采用二重?cái)U(kuò)散型的平面結(jié)構(gòu)。

 

d 要提高光刻質(zhì)量，減少光刻缺陷，防止出現(xiàn)毛刺、鉆蝕、針孔、小島等缺陷。

 

e 控制好磷擴(kuò)散的溫度和攜源流量，使石英管內(nèi)的雜質(zhì)蒸氣壓不至于過大；同時(shí)，要注意加強(qiáng)工藝衛(wèi)生，避免重金屬雜質(zhì)的粘污，保證擴(kuò)散系統(tǒng)及硅片的充分干燥和清潔，以免硅片表面產(chǎn)生局部合金點(diǎn)、破壞點(diǎn)以及雜質(zhì)沉積缺陷。

 

f 為了避免或減少在光刻腐蝕后氧化層上出現(xiàn)針孔，除了保證掩膜版和光刻膠質(zhì)量，改善光刻及氧化等工藝衛(wèi)生條件，加強(qiáng)氧化前硅片和石英管的清洗處理，提高工藝操作水平之外，還應(yīng)當(dāng)注意要求所使用的硅片位錯(cuò)和層錯(cuò)密度不能過高。因?yàn)楫?dāng)硅片存在位錯(cuò)和層錯(cuò)時(shí)，由于位錯(cuò)和層錯(cuò)存在的地方容易引起雜質(zhì)積聚，使該處不能很好地生長(zhǎng)氧化層，從而形成氧化層上的針孔。

 

g 為了避免和減少溝道漏電，除了加強(qiáng)工藝衛(wèi)生外，還應(yīng)當(dāng)適當(dāng)提高基區(qū)表面濃度，使其提高到2E18cm-3以上。

 

h 為了減少或避免鈉離子對(duì)SiO2層的粘污，降低Si-SiO2界面處的界面態(tài)密度，在工藝上可以采取的措施包括：①加強(qiáng)工藝操作和環(huán)境衛(wèi)生；采用優(yōu)質(zhì)化學(xué)試劑、高純水、高純氣以及超凈設(shè)備，盡量減少硅片在清洗機(jī)高溫?zé)崽幚磉^程中的Na+粘污。②用電子束蒸發(fā)代替鎢絲加熱蒸發(fā)，減少蒸發(fā)過程中的Na+粘污。③采用HCL氧化工藝，減少氧化及再擴(kuò)散過程中由于爐管引入的Na+粘污。④采用氮化硅-二氧化硅、三氧化二鋁-二氧化硅等復(fù)合鈍化層，提高Na+粘污。⑤采用氫氮烘焙以及選擇較優(yōu)的氧化爐溫和氧氣流量，使表面硅充分氧化，減少氧缺位，以降低界面態(tài)電荷密度。

 

 i 為了預(yù)防寄生溝道引起的失效，一方面是要在加工工藝上注意清潔度，避免雜質(zhì)的沾污；另一方面就是要在設(shè)計(jì)上采取措施，防止寄生溝道的產(chǎn)生，這需要針對(duì)具體的電路來加以考慮。預(yù)防措施包括：①采用離子注入來設(shè)置溝道停止區(qū)，以阻斷寄生溝道的導(dǎo)電；②在p型高電壓半導(dǎo)體區(qū)域上，加設(shè)低電位的場(chǎng)板電極，它可以防止寄生溝道的形成，也可以防止電荷散布效應(yīng)的出現(xiàn)，同時(shí)還可以對(duì)于下面的載流子調(diào)制起到靜電屏蔽的作用。

 

j 雙極器件的抗輻射加固技術(shù)：雙極器件的損傷本質(zhì)上來源于界面處深能級(jí)陷阱空穴的積累，而劑量率輻照所特有的高電荷產(chǎn)額，加劇了界面正電荷的積累，進(jìn)而在低劑量率輻照時(shí)使增益的退化更加嚴(yán)重。為了能生產(chǎn)出應(yīng)用于空間低劑量率輻射環(huán)境的器件，可采取措施包括：

 

①通過改進(jìn)注入工藝，降低界面處深能級(jí)空穴陷阱密度，抑制正電荷的積累；

 

②在工藝允許的情況下，減薄基-射結(jié)區(qū)上方掩蔽氧化層的厚度；

 

③適當(dāng)增加基區(qū)表面的摻雜濃度，抑制基區(qū)表面的耗盡和反型；

 

④在設(shè)計(jì)上應(yīng)盡量減小發(fā)射極周長(zhǎng)于面積的比值，以減小產(chǎn)生-復(fù)合的表面面積。

 

K 因?yàn)檩椪蘸骃iO2層中積累的電荷與SiO2層質(zhì)量、性質(zhì)有關(guān),所以MOS器件柵極氧化層的質(zhì)量將直接影響氧化層內(nèi)空間電荷的數(shù)量。若SiO2中具有電子俘獲中心，那么這種SiO2層內(nèi)，輻射不僅建立起正空間電荷層，而且也將建立起負(fù)空間電荷層，其結(jié)果將凈積累電荷就會(huì)減少，輻射產(chǎn)生的影響也就減弱。要提高SiO2膜的抗輻照能力，必須選擇合適的工藝方法和條件，生長(zhǎng)出結(jié)構(gòu)完整、缺陷和雜質(zhì)密度小的氧化膜，另外，選擇一種能清除膜內(nèi)的雜質(zhì)并生成完整的Si-O鍵的退火處理方法，對(duì)于加固MOS器件也是十分必要的。如用惰性氣體He、Ar代替N2做退火氣體，可明顯降低Si-H和Si-OH的濃度。

 

（2）篩選方面：

（3）選型及使用方面：

 

a 為加速開通，采用過驅(qū)動(dòng)方法，但關(guān)斷時(shí)，嚴(yán)重影響關(guān)斷時(shí)間；為減小關(guān)斷時(shí)間，可選用電流增益小的器件，防止深飽和，增加反向驅(qū)動(dòng)電流。

 

b 抑制dV/dt，可在集射極間并聯(lián)RCD緩沖網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行吸收。

 

c 為保證BJT不超過規(guī)定的結(jié)溫，應(yīng)根據(jù)容量等級(jí)配以相應(yīng)的散熱器和采用相應(yīng)的冷卻方式。否則，會(huì)因結(jié)溫過高導(dǎo)致熱損壞。

 

d 減小導(dǎo)通壓降，采用緩沖電路、改變主電路形式（諧振型）均可減小功耗，減少發(fā)熱。

     

e 按規(guī)定條件使用、儲(chǔ)存；

 

f 按照正確條件進(jìn)行二次篩選；

 

g 按照正確的測(cè)試方法測(cè)試，以免引入浪涌電平，靜電放電損傷；

 

（4）BJT驅(qū)動(dòng)和保護(hù)方面

 

①最優(yōu)化驅(qū)動(dòng)特性：應(yīng)提高開關(guān)速度，減小開關(guān)損耗。

 

開通時(shí)：基極電流上升沿快速且短時(shí)過沖，加速開通。

 

導(dǎo)通后：VCES較低，導(dǎo)通損耗小。為減小關(guān)斷時(shí)間，應(yīng)工作在準(zhǔn)飽和狀態(tài)。

 

關(guān)斷時(shí)：提供反向驅(qū)動(dòng)電流，加速載流子耗散，縮短關(guān)斷時(shí)間，減小關(guān)斷損耗。

②快速保護(hù)功能：

 

BJT故障時(shí)，自動(dòng)關(guān)斷基極驅(qū)動(dòng)信號(hào)，保護(hù)BJT。

 

如:抗飽和、退抗飽和、過流、過壓、過熱、脈寬限制.

 

智能化自保護(hù)能力。

 

③過電流檢測(cè)與保護(hù)

 

BJT運(yùn)行時(shí)，過流檢測(cè)能保證管子正常工作。要求檢測(cè)電路靈敏度高，響應(yīng)快。

 

④緩沖電路：開關(guān)元件開通時(shí)，流過大電流；關(guān)斷時(shí)，承受高反壓；開關(guān)轉(zhuǎn)換瞬間，電路中各種儲(chǔ)能元件能量釋放，導(dǎo)致器件沖擊很大，造成器件超出安全工作區(qū)而損壞。吸收電路用來減小器件在電路中承受的各種應(yīng)力（電、熱），如：浪涌電壓、dV/dt、dI/dt等。應(yīng)力越低，器件可靠性越高。吸收電路還能減少開關(guān)損耗，避免二次擊穿，抑制電磁干擾，提高可靠性。  

 

（5）BJT驅(qū)動(dòng)和保護(hù)方面

 

①理想柵極驅(qū)動(dòng)電路：要求電路簡(jiǎn)單，快速，具有保護(hù)功能。

 

柵極為容性網(wǎng)絡(luò)，驅(qū)動(dòng)源輸出電阻直接影響開關(guān)速度。

 

Ron，Roff輸出電阻

 

正電壓開通

 

負(fù)電壓關(guān)斷

驅(qū)動(dòng)特性

 

 MOSFET柵源間靜態(tài)電阻趨于無窮大，靜態(tài)時(shí)柵極驅(qū)動(dòng)電流幾乎為零，但由于柵極輸入電容的存在，柵極在開通和關(guān)斷的動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)中仍需一定的驅(qū)動(dòng)電流。

 

②開通驅(qū)動(dòng)特性

③關(guān)斷驅(qū)動(dòng)特性：

 

VDS關(guān)斷時(shí)，由于引線電感存在，產(chǎn)生尖峰電壓

 

電路中應(yīng)加緩沖電路，限幅電路防止過電壓

 

關(guān)斷時(shí)，負(fù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)

④驅(qū)動(dòng)電流選擇：

 

不同MOSFET，極間電容量不同，功率越大，極間電容越大，開通關(guān)斷驅(qū)動(dòng)電流也越大。

 

a開通驅(qū)動(dòng)電流：

 

在ts時(shí)間內(nèi)，將柵極輸入電容充電到飽和導(dǎo)通所需電壓VGS

 

b關(guān)斷驅(qū)動(dòng)電流：

 

⑤驅(qū)動(dòng)電路及保護(hù)電路

 

種類很多：正反饋型，窄脈沖自保護(hù)型，高速關(guān)斷型；

 

常用，如雙PNP管驅(qū)動(dòng)電路；