新型4H-SiC功率MOSFET器件研究.pdf

1、SiC縱向MOSFET是功率電子器件領域的熱門研究課題之一。與傳統(tǒng)半導體材料Ge,Si以及GaAS相比,第三代寬禁帶半導體SiC以其優(yōu)良的物理化學特性和電學特性成為制造高溫、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,低導通電阻的4H-SiC縱向MOSFET具有廣闊的應用前景。
　　 本文在功率器件理論的基礎上,結合SiC-IEMOSFET和ACCUFET的設計思想,對IEMOS和超級結MOS結構進行設計改

2、進,并采用ISE TCAD10.0對改進后的積累型IEMOS、上外延溝道IEMOS和上外延溝道超級結這三種結構分別進行模擬研究。
　　 其中積累型IEMOS結構在相同條件下可獲得比傳統(tǒng)器件更低的特征導通電阻2.1mΩ·cm2,更高的有效溝道遷移率71.3 cm2／(V·s),改進前器件分別為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)。上外延溝道超級結結構是基于上外延溝道IEMOS結構和傳統(tǒng)超級結結構改進得到的,其擊穿電壓比前者的2300V高出350V,導通電阻卻從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SiC縱向功率MOSFET的優(yōu)化設