碳化硅MOSFET靜動(dòng)態(tài)特征參數(shù)溫控特性的研究
【學(xué)位單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN386
【部分圖文】：
華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文??這為系統(tǒng)的體積容量、效率甚至工作溫度都帶來(lái)了很多有利之處。目前，在所??有寬禁帶半導(dǎo)體材料中，碳化硅和氮化鎵是最有前景的１４１。圖１－１比較了硅、??碳化硅、氮化鎵的幾種材料屬性ｍ。碳化硅和氮化鎵（？３ｅＶ）的禁帶寬度幾乎??是硅（？ｌｅＶ）的三倍之多。碳化硅和氮化鎵的擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度幅值上比硅材料高??一個(gè)數(shù)量級(jí)。高阻斷電場(chǎng)強(qiáng)度可以使得寬禁帶功率器件的設(shè)計(jì)更薄，電壓阻斷??層的摻雜更高。對(duì)于單極性功率器件，這可以產(chǎn)生一個(gè)更低的通態(tài)壓降導(dǎo)通損??耗。對(duì)于雙極型功率器件，這可以使得開關(guān)時(shí)間更短，開關(guān)損耗更低。碳化硅??的高熱導(dǎo)和大禁帶寬度使得碳化硅器件的工作溫度很容易達(dá)到２０（ＴＣ以上，所??有這些特性都使得寬禁帶半導(dǎo)體器件很有可能取代硅器件。??禁帶寬度??（ｅＶ）??４外＼??熱導(dǎo)率擊穿電場(chǎng)??（Ｗ／ｃｍ－ｋ）＼＼?ｖ；?／?／?（ｌ〇Ａ６Ｖ／ｃｍ）??＼＼???－－－＼／?／?／?－Ａ－ＧａＮ??＼?＼／＾?ｊ??飽和漂移二?——電子遷移￥??（１０Ａ７ｃｍ／ｓ）?（１０Ａ３ｃｍ２／Ｖ＊ｓ）??圖ｉ－ｉ材料屬性??在過去幾年中，碳化硅和氮化鎵材料品質(zhì)的明顯改善，使得碳化硅和氮化??鎵功率器件己經(jīng)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，特別是碳化硅肖特基二極管，碳化硅ＭＯＳＦＥＴ??和碳化硅ＪＦＥＴ己經(jīng)投入市場(chǎng)。自從２００１年英飛凌推出首款商用碳化硅肖特基??二極管以來(lái)，碳化硅技術(shù)的發(fā)展和市場(chǎng)增長(zhǎng)勢(shì)頭強(qiáng)勁。其中圖１－２總結(jié)了一些??碳化硅關(guān)鍵的發(fā)展里程碑［６１。到目前為止
華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文??２－２（ｂ）所示。由式（２－４）和式（２－５）可以看出本征載流子濃度與溫度的倒數(shù)??呈正比，因此圖２－ｌ（ａ）的橫軸采用溫度的倒數(shù)，但是為了使本征載流子濃度與??溫度更容易聯(lián)系起來(lái)，所以增加圖２－２（ｂ）。??ｆ同＿??：?Ｘ：?：：：：、：??：＾?；?ｉ?：?：?：?：?：?：?：?！?：?ｉ??ｊｑ－ｉ｜?ｒ?．?１?．?＞?．?＞?．?■?．?ｉ?．?ｉ?．?Ｉ?．?Ｉ?｜Ｑ－ｉｉ?ｆ?．?ｉ?．?＞?．?ｉ?．?ｔ?．Ｎ?ｉ?．??３００?３５０?４００?４５０?５００?５５０?６００?６５０?７００?１．０?１．５?２．０?２．５?３．０?３．５?４．０??溫度／Ｋ?１００／溫度／（１／Ｋ）??（ａ）本征載流子濃度與溫度的關(guān)系?（ｂ）本征載流子濃度與溫度倒數(shù)的關(guān)系??圖２－１本征載流子濃度??２．１．１．２雜質(zhì)罔化率??在碳化硅材料中，每個(gè)碳原子或者硅原子最外層都有四個(gè)電子，當(dāng)最外層??都有五個(gè)電子氮原子或磷原子替換了原來(lái)的碳原子或者硅原子時(shí)，其中四對(duì)電??子形成穩(wěn)定的電子對(duì)并多余出－個(gè)電子形成Ｎ型半導(dǎo)體，當(dāng)最外層都有個(gè)電子??鋁原子或硼原子替換了原來(lái)的碳原子或者硅原子時(shí)，其中四對(duì)電子形成穩(wěn)定的??電子對(duì)并多余出一個(gè)空穴形成Ｐ型半導(dǎo)體。??１．０，?；?－ＴＴ：?????一．．．．．．——Ｉ０，５ｃｍ．．＇?１．０．?ｙ???．?????／?／?—?—?ＩＯＫ＞ｃｍ＇？?ｆ?ｆ?ｚ．?－?．??〇?８?．?
華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文??２－２（ｂ）所示。由式（２－４）和式（２－５）可以看出本征載流子濃度與溫度的倒數(shù)??呈正比，因此圖２－ｌ（ａ）的橫軸采用溫度的倒數(shù)，但是為了使本征載流子濃度與??溫度更容易聯(lián)系起來(lái)，所以增加圖２－２（ｂ）。??ｆ同＿??：?Ｘ：?：：：：、：??：＾?；?ｉ?：?：?：?：?：?：?：?！?：?ｉ??ｊｑ－ｉ｜?ｒ?．?１?．?＞?．?＞?．?■?．?ｉ?．?ｉ?．?Ｉ?．?Ｉ?｜Ｑ－ｉｉ?ｆ?．?ｉ?．?＞?．?ｉ?．?ｔ?．Ｎ?ｉ?．??３００?３５０?４００?４５０?５００?５５０?６００?６５０?７００?１．０?１．５?２．０?２．５?３．０?３．５?４．０??溫度／Ｋ?１００／溫度／（１／Ｋ）??（ａ）本征載流子濃度與溫度的關(guān)系?（ｂ）本征載流子濃度與溫度倒數(shù)的關(guān)系??圖２－１本征載流子濃度??２．１．１．２雜質(zhì)罔化率??在碳化硅材料中，每個(gè)碳原子或者硅原子最外層都有四個(gè)電子，當(dāng)最外層??都有五個(gè)電子氮原子或磷原子替換了原來(lái)的碳原子或者硅原子時(shí)，其中四對(duì)電??子形成穩(wěn)定的電子對(duì)并多余出－個(gè)電子形成Ｎ型半導(dǎo)體，當(dāng)最外層都有個(gè)電子??鋁原子或硼原子替換了原來(lái)的碳原子或者硅原子時(shí)，其中四對(duì)電子形成穩(wěn)定的??電子對(duì)并多余出一個(gè)空穴形成Ｐ型半導(dǎo)體。??１．０，?；?－ＴＴ：?????一．．．．．．——Ｉ０，５ｃｍ．．＇?１．０．?ｙ???．?????／?／?—?—?ＩＯＫ＞ｃｍ＇？?ｆ?ｆ?ｚ．?－?．??〇?８?．?
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