4H-SiC JBS溝槽結構的仿真研究.pdf

1、SiC作為第三代半導體中的佼佼者，具有優(yōu)越的電學性能，能夠工作在高溫，大功率，高頻等特殊環(huán)境下。而JBS作為高耐壓，高速，大電流的功率二極管，被認為是發(fā)展最快，前景最好的一類二極管。
　　本文針對平面JBS的不足，提出了一種改進結構-溝槽結構的JBS（TJBS），并用Sentaurus-TCAD軟件進行了仿真優(yōu)化，普通JBS由于受離子注入深度的限制，相鄰的pn結勢壘對中間的肖特基結的保護作用有限。引入溝槽后，pn結深度變得可以調(diào)整

2、，TJBS可以獲得更大的pn結結深，在相同間距下，電場屏蔽效應得以增強從而使器件的反向漏電流顯著降低。
　　首先研究了TJBS單胞結構，使用1200V的器件參數(shù)：外延層厚度10μm，摻雜濃度5×15/cm3，針對兩種單胞結構-先注入后刻槽結構（TJBS_A）和先刻槽后注入結構（TJBS_B），通過對比發(fā)現(xiàn)：由于后者能夠在相同注入能量條件下實現(xiàn)更大的注入深度，且工藝更簡單，故其性能優(yōu)于前者；隨后針對TJBS_B，研究了槽深與注入深度

3、相對性，槽寬與注入寬度相對性以及套刻偏差對其正反向特性的影響。只有在注入寬度大于槽寬的情況下才能發(fā)揮該結構降低反向漏電流的優(yōu)勢。在此條件情況下，注入深度越大反向漏電流越低。在允許的套刻偏差內(nèi)（1μm以下），套刻偏差的存在對器件性能的影響較小。在相同注入深度和相同注入比的情況下溝槽JBS相比對平面JBS對肖特基區(qū)的保護作用更強，能夠在相同擊穿電壓條件下獲得更好的正向性能。然后研究了帶有場限環(huán)終端的TJBS完整結構，加入了對終端刻槽的討論，