译  者  序
功率半导体器件作为电力电子系统中的核心元件， 自20世纪70年代发明以来， 一直是现代生活不可或缺的重要电子元件， 其应用领域从常见的家用消费类电子设备、汽车电子系统， 智能电网， 到各类工业设备、动力机车、航天、船舶系统。作为能源控制领域的核心器件， 估计世界上至少５０％的用电量是由功率器件所控制的， 特别是近年来在全球面临能源短缺， 环境恶化等考验时， 如何最大限度发挥功率半导体器件在能源控制领域的优异特性， 如何优化产品性能来满足节能减排需求， 实现有限资源的充分利用， 无疑是电力电子领域相关从业人员必须重点关注、了解、解决的重要课题。而这就需要全面深入了解功率半导体器件的基本原理， 理解器件的物理模型及工作机理， 在掌握器件的工作特性后， 才能真正利用科学技术力量解决与国民生产生活息息相关的重大问题， 不断提高现代化生活质量。而这也正是科学技术研究工作的真正核心价值体现。
本书作者巴利加教授是功率半导体领域公认的专家， 基于他在该领域超过30年的丰富从业经验， 采用循序渐进的方式， 由浅入深地介绍了功率半导体器件的基本结构， 工作原理， 设计规则， 应用特性、可靠性等方面， 全书配有大量翔实的图表数据和绘制精美的图例， 并辅助理论模型公式及数值模拟结果对比， 使读者在对各类功率半导体器件特性全面系统认识的同时， 能逐渐深入了解器件工作的内部物理机理。特别是书中包含的大量实际器件的数值模拟结果， 源于作者多年研究工作的丰富积累， 能给读者对器件工作特性描述以具体、 直观的理解和感受， 而不是拘泥于复杂的模型公式记忆， 这也是同类教科书中所少有的。对于电力电子领域相关技术人员来说， 无论是从入门开始了解功率半导体器件特性， 还是打算深入研究分析器件的物理特性， 都能从本书中找到所需要的知识内容。因此， 无论是功率半导体领域相关专业研究生作为入门教材或专业研究人员作为案头参考资料， 都是一本非常具有参考价值的指导书籍。作者前言中叙述了各章节的主要内容， 这里不再赘述。
为了使本书能和广大读者尽快见面， 中国科学院微电子研究所一室功率半导体器件相关研究人员参与了本书的翻译工作。陆江副研究员负责了全书各章节的统一协调汇总。其中第1章和第2章由韩郑生翻译， 第3章和第4章由张彦飞翻译， 第5章和第10章由吴海舟翻译， 第6章由宋李梅与陆江翻译， 第7章由李洵翻译， 第8章由田晓丽翻译， 第9章由卢烁今与韩郑生翻译。审校工作由孙宝刚副研究员协助完成。室主任韩郑生研究员对全书翻译工作给予大力支持， 亲自参与了书中主要章节的翻译工作并对全文内容修订给出了宝贵意见。朱阳军副研究员为本书翻译工作提供了大力的支持和资源保障。工作人员褚为利、佘超群、王春林、周宏宇、李牧阳、王金红参加了一些辅助翻译工作。王立新副研究员也对本工作给予了支持。对于以上人员的辛勤工作及支持保障， 在此表示感谢。鉴于译者水平有限， 在翻译过程中难免有疏漏之处， 恳请广大读者不吝赐教。
前    言
目前半导体产业超过了2000亿美元， 其中约10%的收入来自于功率半导体器件和智能功率集成电路。功率半导体器件是所有电力电子系统的关键元件。估计世界上至少50%的用电量是由功率器件控制的。随着电子学在消费、工业、医疗和交通部门的广泛应用（因为功率器件决定着系统的成本和效率）， 所以它们在经济方面有着重要的影响。在20世纪50年代固体器件最初替代真空管后， 半导体功率器件在硅基材料上已经占有主导地位。这些发展已被称为第二次电子学革命。
最初在20世纪50年代开发的双极型功率器件， 如双极型晶体管和晶闸管。因为与真空管比较， 半导体器件有许多优点， 对增加这些器件的额定功率有持续的需求。随着对工作机理认识的深化， 更大直径、高阻率硅晶圆的使用和更先进的光刻能力的引入， 它们的额定功率和开关频率也大幅增加。在接下来的20年间， 双极型器件技术达到了高度的成熟。到20世纪70年代， 双极型功率晶体管已经可以处理几百安培电流和大于500 V的电压阻断能力。更可观的是， 开发出在整个4英寸1英寸=2.54 cm——编者注。硅晶圆上可制造单个功率晶闸管的工艺技术， 其额定电压超过5000 V。
在1974年， 我开始涉足功率半导体器件， 当时我受雇于通用电气公司（General Electric Company， GE）， 在公司的研发中心新组建的一个组， 从事这类工艺技术。那时， 我刚刚在Rensselaer理工学院完成博士论文， 论文是研究一种创新的化合物半导体外延层生长方法\[1~4\]。尽管加入半导体行业后我想探索这种方法， 由于缺乏对这种未证实的生长工艺的兴趣， 我不能保住在任何重要研究实验室的位置。具有讽刺意义的是， 我和Ghandhi教授率先开发的金属有机物化学气相淀积（ＭＯＣＶＤ此处原文ＯＭＣＶＤ， 有误——译者注。）外延生长工艺现在已成为最通用的高质量化合物半导体层生长方法， 该方法应用于激光、 LED和微波晶体管。
在ＧＥ我的第一份工作是开发改善高压晶闸管的制造工艺， 晶闸管用在电力传输业。由于晶闸管应用于高压直流（ＤＣ）传输和电力机车驱动， 重点是在提高额定电压和电流处理能力方面。使用中子嬗变掺杂能力以产生大电阻N型硅， 同时改善大直径晶圆的均匀性在当时变成热点。我幸运地做出一些关键的贡献， 对在中子辐照中引起硅晶格损伤进行退火， 使这种工艺可以商用化\[５\]。这样可以使晶闸管的阻断电压（Bｌｏｃｋｉｎｇ Ｖｏｌｔａｇｅ）超过５０００ Ｖ， 同时在单个器件内能处理超过２０００ Ａ的电流。
与此同时， 开发的双极功型率晶体管在中等功率系统中以提高开关频率为目标。遗憾的是， 人们发现双极型晶体管在大电流密度、 高压工作时， 其电流增益低。针对这个问题流行的解决方法是使用达林顿（Ｄａｒｌｉｎｇｔｏｎ）结构， 该方法具有增加导通压降的缺点， 其后果是增加功耗。除了控制大电流要用双极型晶体管外， 由于二次击穿失效模式， 它们还受到恶劣安全工作区的妨碍。这些问题为设计带来麻烦， 若用缓冲器网络， 将增加成本和降低电力控制系统的效率。
在２０世纪７０年代， 功率ＭＯＳ场效应晶体管产品首先由国际整流器公司（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）引入。由于其输入阻抗高和开关速度快， 虽然最初完全替代双极型功率晶体管的呼声很高， 针对低压（小于１００ Ｖ）和高开关速度（大于１００ ｋＨｚ）应用， 功率ＭＯＳ场效应晶体管有成熟的市场， 但是在高压领域竞争力不强。这是因为功率ＭＯＳ场效应晶体管的导通电阻随着击穿电压增大而迅速增大。甚至当使用更大、 更贵的芯片， 其结果是大的电导损失， 降低整个系统效率。
认识到这些问题， １９７９年我在功率器件领域提出两个新推进。第一个是以ＭＯＳ和双极器件物理合并为基础， 创造出一类新的功率器件\[６\]。我在ＭＯＳ双极器件中最成功的创新是绝缘栅双极晶体管（ＩＧＢＴ）。在２０世纪８０年代初期引入商业化不久， ＩＧＢＴ被整个中功率电气所采用。现在， 在消费、工业、医疗和其他有益于社会应用领域， 全球有十多家公司制造。ＩＧＢＴ成功与它的巨大增益、高输入阻抗、宽的安全工作区和开关速度相关， 可以根据应用的工作频率裁减。
为增强功率器件性能， 在１９７９年我建议的第二个方法是用宽禁带半导体代替硅。这种方法的基础是我推导与半导体材料基本特性相关的单极功率器件漂移区的导通电阻的公式。从此该公式已被作为巴利加优值（Ｂａｌｉｇａ’ｓ Fｉｇｕｒｅ ｏｆ Mｅｒｉｔ， ＢＦＯＭ）。除了期望拥有更高的载流子迁移率， 同时降低导通电阻外， 该公式预知导通电阻按照半导体材料击穿电场强度的立方的倒数而降低。
最初开发宽禁带半导体功率器件是在我指导下的位于纽约州Ｓｃｈｅｎｅｃｔａｄｙ的通用电气公司研发中心承担。目标是平衡在由ＢＦＯＭ预测的砷化镓漂移区的导通电阻规范减小１３倍。聚集由１０位科学家组成的团队来处理大电阻率外延层生长、小电阻率欧姆接触的制造、低肖特基（Ｓｃｈｏｔｔｋｙ）接触漏电和砷化镓表面钝化的难题。这导致对砷化镓击穿强度\[７\]的进一步了解并成功制造出高性能肖特基整流管\[８\]和ＭＥＳＦＥＴ\[９\]。由ＢＦＯＭ提出的基础分析理论在此期间得到了实验验证。随后， 几家公司将商业化的砷化镓肖特基整流器产品投入市场。
在２０世纪８０年代后期， 在北卡罗来纳州立大学（Ｎｏｒｔｈ Ｃａｒｏｌｉｎａ Ｓｔａｔｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， ＮＣＳＵ）用来自ＣＲＥＥ研究公司的顶级商用晶圆开发了碳化硅生长技术。虽然没有碳化硅碰撞电离系数的数据， 关于二极管击穿电压的早期报告可以预估击穿电场强度。使用在ＢＦＯＭ预测的这些数据在碳化硅单极器件漂移区导通电阻规范显著降低１００～２００倍。在１９８８年， 我加入ＮＣＳＵ， 随后建立了功率半导体器件研究中心（ＰＳＲＣ）（一个工业联盟）以探索增强理想的功率器件性能为目标。项目开始第一年， 成功制造出具有４００ Ｖ击穿电压的碳化硅肖特基势垒整流管， 导通压降约１ Ｖ， 没有反向恢复瞬变\[１０\]。通过改善这些二极管的边缘， 击穿电压可以提高到１０００ Ｖ。用更低掺杂浓度的外延碳化硅材料， 在ＰＳＲＣ已经制造出超过２．５ ｋＶ击穿电压的碳化硅肖特基整流管\[１１\]。这些结果已经推动世界上许多其他团队开发碳化硅功率整流管。在这点上， 我有在美国、日本、瑞士瑞典建立国家项目以资助碳化硅技术的特权。与此同时， 在ＰＳＲＣ使用电子束激发方法精确测量出在无缺陷区６ＨＳｉＣ和４ＨＳｉＣ碰撞电离系数\[１２\]。使用这些系数对ＳｉＣ预测超过１０００个ＢＦＯＭ， 为通过这种材料开发功率器件提供更大的动力。
尽管高性能、高压肖特基整流管制造已经相对顺利， 适合碳化硅的ＭＯＳ场效应晶体管结构还有问题。现有的硅功率ＤＭＯＳ场效应晶体管和ＵＭＯＳ场效应晶体管结构没有直接转换成适合碳化硅的结构。作为栅介质的碳化硅和二氧化硅的界面需要广泛研究， 因为大的陷阱密度阻止形成高的电导反型层中。甚至克服这个障碍以后， 与硅器件比较， 在二氧化硅中更高的电场来自于碳化硅下大得多的电场， 将导致可靠性问题。幸运的是， 在ＰＳＲＣ提出并验证了一个被称为ＡＣＣＵＦＥＴ的创新结构， 该结构克服了这些问题\[13\]。在这种结构中， 使用一个Ｐ＋埋层区以屏蔽栅区免受来自碳化硅漂移区的大电场的影响。这个概念可用于采用积累沟道或反型沟道的器件。在ＰＳＲＣ已经展示了具有低导通电阻的器件， 使用能支撑超过５０００ Ｖ的６ＨＳｉＣ和４ＨＳｉＣ外延材料\[14\]。随后全球范围的几个团队效仿这种器件结构。
具有大输入阻抗的功率半导体器件的实用性已经激励集成控制电路的开发。一般地， 由于大批量降低了制造成本， 并且通过减少互连提高了可靠性， 控制电路的集成优于分立器件组成的电路。由于增加到集成电路（ＩＣ）的复杂度较小， 将过温、过流和过压保护特性结合已经成为成本效率。此外， 芯片可以包含与中央微处理器或计算机接口的编码／译码ＣＭＯＳ电路， 它们在系统中控制和起诊断作用。这类技术通常被称为智能功率技术（Ｓｍａｒｔ Ｐｏｗｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）\[１５\]。
智能功率技术的出现预示着第二次电子学革命。与信息处理的集成电路对比， 这种技术可以更有效地控制功率和能量。因此， 这些技术可以作为类似人脑和人肌体的补充。智能功率技术正在对社会产生巨大的影响。在消费类、工业、交通和医疗应用领域， 广泛使用功率半导体器件为世界上几十亿人带来更快的流动和更多舒适。我们提高对电力有效控制能力就可以保存化石燃料， 减少环境污染。
由于这些发展， 预期在设计和制造功率半导体器件领域技术培训的需求将增加。本教材提供适合于自学或研究生／大学四年级课程知识。与我之前的教材比较， 本书对功率器件的工作机理提供了更详细的叙述\[１６\]\[１７\]。使用半导体基本的泊松（Ｐｏｉｓｓｏｎ）方程、连续性方程和传导公式严格地推导解析表达式。每节提供了典型例子， 可以使用这些解析解计算在本书讨论的所有功率器件的电特性。由于功率器件领域提高了使用宽禁带半导体的兴趣， 本书包含了碳化硅结构的分析。为了确认解析方程的有效性， 在本书每节包括了使用ＭＥＤＩＣＩ二维数字模拟的结果\[１８\]。还将模拟结果用于进一步阐明物理意义和指出相关的二维效应。
在第１章， 详细介绍功率器件潜在的应用。然后定义理想功率整流器和晶体管的电特性， 并比较这些代表性器件。第２章对硅和碳化硅传输特性进行相应分析， 并给出功率器件结构的性能。第３章讨论击穿电压和终端结构（ｅｄｇｅ ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）， 击穿电压是功率器件最关键的特性。
第４章详细分析了肖特基整流管结构。叙述由热电子发射的导通电流， 由镜像力影响势垒降低产生反向漏电流。这些现象影响到优化功率损失的势垒高度的选择。本章还包括隧道电流部分的影响， 它对碳化硅肖特基整流管是重要的。
第５章叙述了高压ＰｉＮ整流管的工作机理。系统地发展了在导通电流小注入和大注入的理论。此后， 分析了这些对关断态反向恢复的影响。分析包括终端区复合、载流子散射和俄歇复合的影响。
在第６章集中讨论功率金属氧化物半导体场效应晶体管（ＭＯＳＦＥＴ）结构的工作原理和设计方面的事项。同时讨论寄生双极型晶体管对阻断电压的影响和对其抑制方法。随后， 叙述在ＭＯＳＦＥＴ结构中产生沟道的基本原理。分析阈值电压、跨导和特征导通电阻的概念， 并提供优化过程。在此分析商用的ＤＭＯＳ和ＵＭＯＳ结构。由于与射频（ＲＦ）和音频应用相关， 包括要求产生超线性转换特性的物理修正。随后， 为了开关特性的分析， 对器件电容进行详细的分析。在此包括了栅电荷的分析， 因为在比较器件设计时常会用到它。随后， 是叙述与功率ＭＯＳＦＥＴ的开关特性相关的电容， 包括米勒效应（Ｍｉｌｌｅｒ ｅｆｆｅｃｔ）。接着是讨论安全工作区、集成体二极管、高温特性和互补（P沟道）器件。在本章简要叙述了ＤＭＯＳＦＥＴ和ＵＭＯＳＦＥＴ结构的工艺流程。在本章最后部分集中在具有ＢａｌｉｇａＰａｉｒ结构选项的碳化硅技术介绍， 并且详细叙述了平面屏蔽结构、槽栅（ｔｒｅｎｃｈｇａｔｅ）屏蔽结构。
第７章专注于双极型功率晶体管。接着功率晶体管相关问题的讨论， 首先阐述在ＮＰＮ晶体管中电流传输和增益的基础理论。随后介绍双极型晶体管的各种击穿模式。集中分析了控制双极型晶体管电流增益的物理机制， 包括大注入效应、电流诱发的基极和发射极电流聚集现象。随后， 通过分析饱和区、准饱和模式和输出电阻， 叙述双极型晶体管输出特性。接着分析开关特性。详细叙述双极型晶体管在导通和关断瞬态存储电荷的影响。随后考虑二次击穿涉及的问题， 介绍通过利用达林顿结构来改善电流增益的方法。
在第８章考虑的是功率晶闸管的工作机理。首先分析四层结构正反阻断能力的影响， 包括使用阴极短路。随后展示与ＰｉＮ整流管相近的晶闸管的导通态特性。在开关特性中， 通过复杂的设计、放大栅和光激活栅结构的描述， 讨论导通态机理。还与电压瞬变的讨论一起分析整流开关的行为。随后， 通过对存储模式、电压上升和下降时间的分析， 叙述门极可关断晶闸管（ＧＴＯ）的基本原理。本章以通常用于交流（ＡＣ）功率控制的三端双向可控硅开关元件的叙述作为结束。
在第９章， 深入讨论了绝缘栅双极晶体管（ＩＧＢＴ）。说明了在宽基极ＰＮＰ晶体管中利用ＭＯＳ沟道控制双极电流的传输优点。在此考虑反向阻断（对称）和单向阻断（不对称）两种结构的设计。随后， 集中分析了ＩＧＢＴ导通态特性， 包括在宽基区大注入和集电结有限注入的影响。讨论不仅包括基本对称的ＩＧＢＴ结构， 还包括了不对称结构和透明的发射极结构。将采用寿命控制法与改变Ｎ缓冲层和Ｐ＋集电极掺杂浓度法比较。阐述ＩＧＢＴ结构电流饱和模式后， 推导三种ＩＧＢＴ结构的输出特性。随后， 分析在无负载、电阻负载和电感负载情况下， 三种器件的存储电荷对开关行为的影响。随后， 比较三种结构， 进行ＩＧＢＴ结构的功率损失的优化。本章下一部分叙述了互补（P沟道）ＩＧＢＴ结构。接着集中讨论在ＩＧＢＴ中抑制寄生晶闸管的方法， 由于它对设计稳定的器件是重要的。下一部分是包括ＦＢＳＯＡ、ＲＢＳＯＡ和ＳＣＳＯＡ安全工作区的分析。随后论证产生低导通压降的槽栅ＩＧＢＴ结构。接着讨论ＩＧＢＴ按比例增加额定电压和高环境温度的优异性能。随后讨论改善ＩＧＢＴ结构开关速度和优化其单元结构的方法。本章以叙述反向导通的ＩＧＢＴ结构结束。
最后一章（第１０章）从应用的观点比较各种功率器件。选取有代表性电机驱动的情况以论证通过优化器件的导通态和开关特性， 减少功率损失。在此强调的是功率整流管中减少反向恢复电流的重要性。
贯穿全书， 重点是推导简化的解析表达式， 它们描述了根本的物理机理， 并且能描绘器件的电学特性。这种处理对功率器件教学课程是非常重要的， 因为它可以通过定量分析传达工作原理和概念。用于本书中基于物理洞察的分析方法为读者提供了很好的基础。二维数字模拟结果已经包括在附录中， 并加强了这些概念。由于篇幅所限， 本书仅包含了基本功率器件结构。先进的结构将包含在随后发表的专著中。我希望将本书作为固体器件方面的教材被广泛使用， 未来成为功率器件业界的基本参考书。
Ｒａｌｅｉｇｈ， ＮＣ
Ｂ． Ｊａｙａｎｔ Ｂａｌｉｇａ

作 者 介 绍
巴利加（Baliga）教授是国际公认功率半导体技术的引领者。在国际期刊和会议摘要上发表超过500篇文章， 作为第一作者或参与编辑累积出版如下15本专业图书：
Power Transistors, IEEE Press, 1984
Epitaxial Silicon Technology, Academic Press, 1986
Modern Power Devices, John Wiley， 1987
High Voltage Integrated Circuits, IEEE Press, 1988
Solution Manual: Modern Power Devices, John Wiley， 1988
Proceedings of the 3rd Int. Symposium on Power Devices and ICs, IEEE Press, 1991
Modern Power Devices, Krieger Publishing Co.， 1992
Proceedings of the 5th Int. Symposium on Power Devices and ICs, IEEE Press, 1993
Power Semiconductor Devices, PWS Publishing Company, 1995
Solution Manual: Power Semiconductor Devices, PWS Publishing Company, 1996
Cryogenic Operation of Power Devices, Kluwer Press, 1998
Silicon RF Power MOSFETs, World Scientific Publishing Company, 2005
Silicon Carbide Power Devices, World Scientific Publishing Company, 2006
Fundamentals of Power Semiconductor Devices, Springer Science, 2008
Solution Manual: Fundamentals of Power Semiconductor Devices, Springer Science, 2008

此外还参与了20本书中部分章节的编著。他在固态电路领域拥有120项美国专利。1995年他的一项发明被授予为B. F. Goodrich大学名人堂发明奖。
巴利加教授于1969年在位于印度马德拉布斯的印度工学院获得工业学士学位。他作为优秀毕业生由印度工学院授予飞利浦印度奖章及特殊贡献奖章。他分别于1971年和1974年在纽约特洛伊的伦斯勒理工学院获得硕士及博士学位。研究论文是关于镓砷扩散机理和采用有机金属CVD技术的铟化砷及钾铟砷层生长探索工作。1972年伦斯勒理工学院授予他IBM奖学金，1974年授予他Allen B.Dumont奖。
1974年至1988年间， 巴利加博士在位于纽约斯卡奈塔第的通用电子研发中心领导一个40人的研究团队开展工作， 研究领域为功率半导体器件及高压集成电路。该期间提出了MOS双极功能集成的概念并发明了IGBT器件， 从此创造了一个新的分立器件系列。该器件现已在很多国际半导体公司实现量产。该项发明的产品在全球已广泛应用于空调， 家用电器（洗碗机， 冰箱， 搅拌器等）控制， 工业自动化（机器人）， 医疗系统（CAT扫描系统， 不间断电源）和有轨电车， 高速列车等， 该器件用于列车驱动电子系统和混合动力汽车上时不断的更新优化， 实现减小城市污染的目标。美国能源局公布报告说采用IGBT驱动的调速电机每年能节约2万亿英国热量单位（相当于70 GW功率）。采用IGBT整流器的节能灯（CFL）来大量替代白炽灯， 能多节省30 GW的能源。节约的能源对环境的累积效果相当于每年减小来自火电厂超过100万磅单位的二氧化碳排放。近年来， 采用IGBT能够生产出适于患者使用的轻便经济型心脏复苏电击器。配备在消防车， 救护车和空中航线使用时， 据美国医学会（AMA）统计每年在美国就能挽救10万人。基于以上贡献， 《科学美国人》杂志在纪念固态电路百年的特刊中授予他为八位半导体创新英雄之一。
巴利加博士同时是肖特基和PN结物理混合概念的原创者， 创造了新的功率整流器系列， 该产品目前也已在各公司商业化量产。他在1979年提出可把功率MOSFET的硅材料替代为其他如镓砷或碳化硅材料， 从而可以数倍地提高产品性能。这也为21世纪的新一代功率器件奠定了基础。
1988年8月， 巴利加博士作为全职教授加入位于北卡罗来纳州罗利市的北卡罗来纳州立大学电子与计算机工程系。1991年， 他作为创始管理者在该校建立了功率半导体研究中心（PSRC）， 研究领域为半导体器件及高压集成电路。研究兴趣包括功率器件领域的新器件建模， 器件制造工艺和新材料（砷化镓和碳化硅）。1997年为表彰在北卡罗来纳州立大学所做的贡献， 授予他学校教职工最高荣誉， 电子工程学院杰出教授。
由于在半导体器件领域的贡献， 巴利加教授获得了大量奖项。包括两个IR100奖（1983年， 1984年）， GE的Dushman and Coolidge奖（1983年）， 入选美国《科学文摘》杂志的100位闪耀的年轻科学家（1984年）。1983年在35岁时由于他在功率半导体器件领域的贡献， 当选为IEEE会士。1984年在北美举行的第3届亚洲大会上由世界著名的sitar maestro Ravi Shankar授予应用科学奖。1991年他获得IEEE功率电子学会最高荣誉William E. Newell奖， 之后1993年由于他在新兴的智能功率技术方面的贡献被授予Morris E. Liebman奖。1992年他是第一个获得印度BBS协会荣誉奖。45岁时作为外籍分部成员入选权威的美国国家工程院， 同期仅有四位印度公民获得该荣誉（2000年获得美国公民身份后转为正式会员）。1998年北卡罗来纳大学授予他O. Max Gardner奖， 以表彰16个州立大学教职工中对人类优质生活做出重大贡献的人。1998年12月， 由于他在固体电子领域的技术贡献， 被授予IEEE电子器件协会最高荣誉J. J. Ebers奖。1999年6月， 他在伦敦怀特霍尔宫被授予IEEE理事会最高表彰Lamme奖章， 奖励他为实现改善生活的器件结构及工艺研究（IGBT器件）推动所做的贡献。2000年4月， 他的母校印度工学院授予他杰出校友荣誉。2000年11月， 北卡罗来纳州立大学工程学院基于他在教学， 课题研究及课程方面的优异贡献， 授予他R. J. Reynolds Tobacco公司奖。
1999年， 巴利加教授借助世纪风险投资伙伴的创始基金成立巨人半导体公司， 并从北卡罗来纳州立大学引入他的专利技术授权， 实现他在北卡罗来纳州立大学的发明进入市场的目标。之后在1999年又成立微欧姆公司， 成功授权GDTMBS功率整流器技术给世界范围的几个主要半导体公司。该类器件已经应用在电源， 电池充电和汽车电子领域。2000年6月， 巴利加成立硅无线公司， 实现他发明的新型超线性硅RF晶体管在手机基站的商业化应用， 公司也增长到41个员工。该公司（更名为硅半导体公司）位于北卡罗来纳州三角研究技术园区。2000年12月获得来自仙童半导体公司的1000万美元投资以共同推进该技术市场化。基于他的不断发明， 该公司研制的新一代功率MOSFET用于便携式计算机及服务器的微处理器。其核心技术及制造方法已授权给线性技术公司。采用该晶体管的电压调制模块（VRM）目前在市场上广泛用于携式计算机及服务器内的功率微处理器及视频芯片。