新型4H-SiC功率MOSFET器件研究.pdf

1、SiC縱向MOSFET是功率電子器件領(lǐng)域的熱門(mén)研究課題之一。與傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料Ge,Si以及GaAS相比,第三代寬禁帶半導(dǎo)體SiC以其優(yōu)良的物理化學(xué)特性和電學(xué)特性成為制造高溫、大功率、低功耗電子器件的理想材料。在大功率低功耗方面,具有耐高溫,低導(dǎo)通電阻的4H-SiC縱向MOSFET具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　 本文在功率器件理論的基礎(chǔ)上,結(jié)合SiC-IEMOSFET和ACCUFET的設(shè)計(jì)思想,對(duì)IEMOS和超級(jí)結(jié)MOS結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)改

2、進(jìn),并采用ISE TCAD10.0對(duì)改進(jìn)后的積累型IEMOS、上外延溝道IEMOS和上外延溝道超級(jí)結(jié)這三種結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行模擬研究。
　　 其中積累型IEMOS結(jié)構(gòu)在相同條件下可獲得比傳統(tǒng)器件更低的特征導(dǎo)通電阻2.1mΩ·cm2,更高的有效溝道遷移率71.3 cm2／(V·s),改進(jìn)前器件分別為4.3mΩ·cm2和49.7cm2／(V·s)。上外延溝道IEMOS將注入形成埋溝的方法改進(jìn)為再外延積累型溝道,能夠較好地提高器件的反向擊穿

3、電壓。和積累型IEMOS相比,反向擊穿電壓從1500V提高至2300V,但導(dǎo)通電阻則從2.1 mΩ·cm2提高到3.2mΩ·cm2,有效溝道遷移率為89cm2／(V·s)。上外延溝道超級(jí)結(jié)結(jié)構(gòu)是基于上外延溝道IEMOS結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)超級(jí)結(jié)結(jié)構(gòu)改進(jìn)得到的,其擊穿電壓比前者的2300V高出350V,導(dǎo)通電阻卻從3.2mΩ·cm2提高至6.3mΩ·cm2,有效溝道遷移率為112cm2／(V·s)。本文的研究工作對(duì)SiC縱向功率MOSFET的優(yōu)化設(shè)