隨著應用環(huán)境的不斷變化,傳統(tǒng)硅基器件的應用已經(jīng)接近其理論極限值,不能滿足日益提高的應用要求,因此必須研究新的半導體材料。第三代半導體材料4H-SiC具有十分優(yōu)良的特性,它的擊穿場強是硅材料的10倍,禁帶寬度和熱導率是硅材料的3倍,載流子飽和速度是硅材料的2倍。4H-SiC材料具有的這些優(yōu)良特性,特別適合應用于功率電子領域。在功率二極管結(jié)構(gòu)中,結(jié)勢壘肖特基二極管JBS(junction barrier controlled Schottkey)是一種特別重要的結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)特性決定,當給JBS正向偏置電壓時,JBS中的肖特基由于勢壘較低,所以會比PN結(jié)先進入導通狀態(tài);當給JBS加反向偏置時,由于JBS中PN結(jié)的耗盡區(qū)會向溝道區(qū)擴展,從而有效的提高了器件的擊穿電壓。由于JBS功率二極管的高阻斷特性、快速開關(guān)特性、大電流特性成為一種主流二極管結(jié)構(gòu),因此本文主要討論的器件結(jié)構(gòu)就是4H-SiC JBS功率整流器。論文的主要內(nèi)容如下:(1)通過不斷調(diào)查研究國內(nèi)外的各項資料,明確建立4kV 4H-SiC JBS二極管所需要的仿真模型,這些包括遷移率模型、場相關(guān)模型、俄歇復合模型、碰撞電離模型、不完全電...

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 SiC JBS功率整流器的發(fā)展與現(xiàn)狀
    1.2 本論文的主要內(nèi)容
    1.3 本論文的結(jié)構(gòu)安排
第二章 半導體器件的原理及仿真技術(shù)
    2.1 半導體器件基本物理方程
    2.2 半導體擊穿理論
    2.3 仿真平臺介紹
        2.3.1 仿真軟件介紹
        2.3.2 仿真物理模型簡介
    2.4 本章小結(jié)
第三章 4H-SIC整流器元胞結(jié)構(gòu)設計
    3.1 碳化硅功率整流器結(jié)構(gòu)
        3.1.1 4H-SiC PiN功率整流器結(jié)構(gòu)
        3.1.2 4H-SiC SBD功率整流器結(jié)構(gòu)
        3.1.3 4H-SiC JBS功率整流器結(jié)構(gòu)
    3.2 4H-SiC JBS二極管元胞結(jié)構(gòu)設計
        3.2.1 N-外延層厚度濃度
        3.2.2 P+環(huán)寬度W和P+環(huán)間距S
        3.2.3 P+環(huán)濃度分布
    3.3 本章小結(jié)
第四章 4H-SICJBS整流器結(jié)終端設計
    4.1 平面器件曲率效應
    4.2 場板技術(shù)研究
    4.3 場限環(huán)(保護環(huán))技術(shù)研究
    4.4 JTE結(jié)終端擴展技術(shù)研究
        4.4.1 單區(qū)JTE結(jié)終端結(jié)構(gòu)
        4.4.2 單區(qū)刻蝕型JTE結(jié)終端結(jié)構(gòu)
        4.4.3 多區(qū)刻蝕型JTE結(jié)終端結(jié)構(gòu)設計
    4.5 本章小結(jié)
第五章 JBS功率整流器工藝流程和版圖設計
    5.1 4H-SiC 功率二極管流片實驗工藝流程
    5.2 流片實驗測試
    5.3 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
    6.1 本文的主要工作
    6.2 本文的問題及展望
致謝
參考文獻



本文編號：3768268