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目录1

第一篇 硅功率元件的一般介绍1

第一章 硅整流元件1

1.1 硅整流元件的整流特性1

1.2 硅整流元件的特性参数2

1.2.1 正向电流3

1.2.2 正向压降3

1.2.3 反向电流5

1.2.4 反向击穿电压5

第二章 可控硅整流元件15

2.1 可控硅整流元件的工作原理15

2.2 可控硅整流元件的特性参数18

2.2.1 正向电流19

2.2.2 正向转折电压与反向击穿电压19

2.2.3 正向压降28

2.2.4 开关特性30

2.3 各项参数的综合考虑36

第三章 可控硅整流元件的派生元件及触发元件40

3.1 可控硅整流元件的派生元件40

3.1.1 可关断可控整流元件（GTO）40

3.1.2 P-X-P-N光开关（光可控元件）41

3.1.3 硅双向元件42

3.1.5 反向导通可控硅元件44

3.1.4 可控硅开关（SCS）44

3.2.1 单结晶体管（UJT）45

3.2.2 互补单结晶体管（CUJT）45

3.2 触发元件45

3.2.3 P-N-P-X开关二极管46

3.2.4 硅触发二极管（Diac）46

3.2.5 硅单向开关（SUS）47

3.2.6 硅双向开关（SBS）47

4.1 硅整流元件的管芯工艺49

4.1.2 扩散-合金法49

4.1.1 合金法49

第四章 管芯工艺概貌49

第二篇 管芯工艺49

4.1.3 全扩散法50

4.2 可控硅整流元件的管芯工艺50

4.2.1 扩散-合金法50

4.2.2 全扩散法51

4.2.3 外延法52

第五章 硅片的机械加工53

5.1 硅棒切片53

5.2 硅片割圆54

5.3 硅片研磨55

5.4 硅片抛光56

6.1 硅的腐蚀57

第六章 材料的清洁处理及腐蚀57

6.2 硅扩散片的电解腐蚀59

6.3 常用金属及合金的腐蚀59

6.4 玻璃器皿的清洁处理61

6.5 石英器皿的清洁处理61

6.6 石墨模具的清洁处理61

6.7 钼片的清洁处理61

第七章 扩散62

7.1 概述62

7.2 常用的几种扩散方式64

7.2.1 闭管扩散64

7.2.3 涂层扩散65

7.2.2 载运气体扩散（开管扩散）65

7.2.4 箱法扩散66

7.2.5 二步扩散法66

7.3 硅的扩散技术67

7.3.1 P型杂质的扩散67

7.3.2 N型杂质的扩散75

7.3.3 两种杂质同时扩散78

7.3.4 其他杂质的扩散及吸收78

7.4 扩散参数80

7.4.1 影响结深的一些因素80

7.4.2 表面杂质浓度83

7.4.3 扩散系数与硅基片杂质浓度和表面浓度的关系85

7.5 结深及表面杂质浓度的测定87

7.5.1 结深的测定87

7.4.4 扩散层的电学特性87

7.5.2 表面浓度的计算及测量89

第八章 氧化与光刻110

8.1 硅片的氧化110

8.1.1 杂质在二氧化硅中的扩散系数110

8.1.2 硼、磷扩散时二氧化硅层的掩蔽作用111

8.1.3 二氧化硅层的生长方法112

8.1.4 热氧化引起杂质再分布117

8.1.5 氧化层测量与检查118

8.2.1 光刻胶120

8.2 光刻120

8.2.2 二氧化硅腐蚀121

8.2.3 光刻时蒸发铝膜的腐蚀122

第九章 合金123

9.1 相图123

9.1.1 相图的一般特性123

9.1.2 硅的二元相图127

9.1.3 其他常用二元相图135

9.2 合金P-N结142

9.3 合金欧姆接触143

9.4 合金材料144

9.4.1 p-N结合金材料和欧姆接触合金材料144

9.5 合金温度（烧结温度）146

9.4.2 管芯焊接常用合金材料146

9.6 合金深度（结深）的计算148

9.7 合金结深度的测量150

第十章 电镀与蒸发镀膜151

10.1 电镀与化学镀151

10.1.1 硅片镀镍151

10.1.2 钼片镀镍152

10.1.3 钼片镀银152

10.1.4 管壳及钢件镀镍153

10.1.5 管壳及钢件镀铬155

10.2 蒸发镀膜156

10.2.2 真空加热蒸发157

10.2.1 电子束蒸发157

第十一章 表面处理和保护160

11.1 表面处理160

11.1.1 磨角160

11.1.2 表面化学腐蚀163

11.2 表面保护164

11.2.1 溅射二氧化硅保护膜164

11.2.2 氢氟酸-硝酸系蒸气形成氧化保护膜165

11.2.3 酸蒸气处理后追加有机硅烷处理形成钝化膜166

11.2.4 表面保护涂敷物167

12.1 管壳结构和工艺概貌168

第十二章 管壳结构及制造工艺168

第三篇 管壳及散热器168

12.2 管壳设计的一般要求171

12.3 管壳零部件的设计及加工171

12.3.1 底座171

12.3.2 内引线的断面积和形状173

12.3.3 外引线的断面积和形状176

12.3.4 引入体（管帽）179

12.4 引入体金属与非金属的封接181

12.4.1 陶瓷与金属封接181

12.4.2 玻璃与金属封接183

12.5 底座与引入体的封接184

12.4.3 塑料封装184

第十三章 散热器186

13.1 设计的一般考虑186

13.2 材料的选择及加工190

13.2.1 材料的选择190

13.2.2 加工191

第四篇 硅功率元件的测试193

第十四章 测试方法一般介绍193

14.1 直流法193

14.2 全动态法193

14.3 半动态法194

14.4 电表直接读数法195

14.6 光点跟迹法196

14.5 示波器直接读数法196

第十五章 硅整流元件的测试198

15.1 正向电压降及结温升的测试198

15.1.1 结温升的测试198

15.1.2 正向电压降的测试199

15.2 反向伏-安特性的测试200

15.2.1 硬特性元件的测试201

15.2.2 软特性元件的测试201

15.2.3 异常特性元件的测试202

第十六章 可控硅整流元件的测试204

16.1 正、反向伏-安特性（阻断状态）的测试204

16.2.1 触发线路205

16.2 正向电压降及结温升的测试205

16.2.2 热敏电流的选取206

16.2.3 全动态法测量热敏电压降207

16.3 控制极特性的测试208

16.4 维持电流的测试209

16.5 开关时间、电压上升率、电流上升率的测试210

16.5.1 基本定义210

16.5.2 测试方法212

第十七章 硅双向可控元件的测试215

17.1 伏-安特性的测试215

17.2 控制极特性的测试216

附1.1.1 硅的各种性质217

附1.1 常用材料的性质217

附录一 常用材料的性质及它的安全使用217

附录217

附1.1.2 杂质元素在硅中的性质218

附1.1.3 常用元素的主要性质219

附1.1.4 常用气体的基本物理化学性质及其纯化材料221

附1.1.5 低温材料223

附1.1.6 真空材料224

附1.1.7 电热材料225

附1.1.8 磨料229

附1.1.9 玻璃与石英玻璃230

附1.1.10 树脂231

附1.1.11 塑料232

附1.1.12 有机硅高聚合物235

附1.1.13 常用化学试剂236

附1.1.14 离子交换树脂243

附1.1.15 去离子水244

附1.1.16 王水248

附1.1.17 洗液248

附1.2 常用材料的安全使用248

附1.2.1 有机溶液的安全使用248

附1.2.2 酸和硷的安全使用及急救249

附1.2.3 气体的安全使用250

附录二 热电偶温度-毫伏当量表252

附录三 三角函数表及余误差函数表262

附录四 硅功率元件实用测试线路图265