碳化硅（Silicon Carbide,SiC）材料具有高電子飽和漂移速度、高熱導(dǎo)率、高臨界擊穿電場以及抗輻照特性強等相比硅（Si）材料的突出優(yōu)點。高壓SiC雙極型器件在電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)的作用下,可以在擁有高耐壓的同時獲得更低的導(dǎo)通壓降和更高的通態(tài)電流,特別適合高功率、耐高溫、抗輻照的應(yīng)用環(huán)境,從而成為近年來半導(dǎo)體功率器件領(lǐng)域的研究熱點。作為一種雙極型功率二極管,4H-SiC PiN二極管是應(yīng)用在高壓大功率整流領(lǐng)域中的一種重要的功率二極管,擁有廣泛的應(yīng)用前景和深厚的發(fā)展?jié)摿�。目前國�?nèi)對SiC材料和4H-SiC PiN功率二極管的研究仍然處于起步階段,技術(shù)水平與國外同領(lǐng)域的領(lǐng)先團隊相比還有不小的差距。本論文對4H-SiC PiN二極管進(jìn)行了電流增強型新結(jié)構(gòu)的設(shè)計和仿真優(yōu)化,并基于國內(nèi)的碳化硅工藝條件,對新結(jié)構(gòu)二極管進(jìn)行了版圖繪制和實驗研究工作,從而為國內(nèi)對4H-SiC PiN器件的相關(guān)研究提供參考�；赟ilvaco TCAD半導(dǎo)體仿真軟件,本文首先對4H-SiC PiN二極管的元胞基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計,確定元胞的漂移區(qū)厚度為30μm,摻雜濃度為3×10¹⁵cm^... 

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 碳化硅材料特性及優(yōu)勢
    1.2 SiC PiN功率二極管的研究意義
    1.3 SiC PiN功率二極管的發(fā)展現(xiàn)狀
    1.4 本論文的主要工作安排
第二章 4H-SiC PiN二極管理論基礎(chǔ)和基本特性仿真研究
    2.1 4 H-SiC PiN二極管的理論基礎(chǔ)
        2.1.1 PiN二極管的正向?qū)ㄌ匦?br>        2.1.2 PiN二極管的反向阻斷特性
        2.1.3 PiN二極管的開關(guān)特性
    2.2 4 H-SiC PiN二極管仿真物理模型
        2.2.1 不完全離化模型
        2.2.2 遷移率模型
        2.2.3 載流子復(fù)合模型
        2.2.4 碰撞電離模型
    2.3 4 H-SiC PiN二極管基本特性仿真研究
        2.3.1 元胞基本結(jié)構(gòu)設(shè)計
        2.3.2 溫度對4H-SiC PiN二極管正向?qū)ㄌ匦缘挠绊?br>        2.3.3 深能級缺陷對4H-SiC PiN二極管正向?qū)ㄌ匦缘挠绊?br>        2.3.4 4 H-SiC PiN二極管的反向恢復(fù)特性仿真
    2.4 本章小結(jié)
第三章 4H-SiC PiN二極管新結(jié)構(gòu)設(shè)計與終端技術(shù)研究
    3.1 電流增強型4H-SiC PiN二極管元胞設(shè)計與仿真
        3.1.1 帶P埋層的二極管元胞設(shè)計
        3.1.2 離子注入型Trench陽極區(qū)二極管元胞設(shè)計
    3.2 終端結(jié)構(gòu)設(shè)計
        3.2.1 場限環(huán)終端技術(shù)
        3.2.2 結(jié)終端擴展技術(shù)
    3.3 本章小結(jié)
第四章 4H-SiC PiN二極管版圖設(shè)計和實驗研究
    4.1 4 H-SiC PiN二極管版圖設(shè)計
        4.1.1 工藝流程
        4.1.2 版圖設(shè)計
    4.2 實驗關(guān)鍵工藝研究
        4.2.1 離子注入工藝
        4.2.2 歐姆接觸工藝
    4.3 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Development of 17 kV 4H-SiC PiN diode[J]. 黃潤華,陶永洪,汪玲,陳剛,柏松,栗銳,李赟,趙志飛.  Journal of Semiconductors. 2016(08)
[2]寬禁帶半導(dǎo)體SiC功率器件發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J]. 張波,鄧小川,張有潤,李肇基.  中國電子科學(xué)研究院學(xué)報. 2009(02)
[3]場限環(huán)的簡單理論[J]. 陳星弼.  電子學(xué)報. 1988(03)

博士論文
[1]4H-SiC PiN功率二極管研制及其關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 韓超.西安電子科技大學(xué) 2016
[2]4H-SiC功率肖特基勢壘二極管（SBD）和結(jié)型勢壘肖特基（JBS）二極管的研究[D]. 陳豐平.西安電子科技大學(xué) 2012

碩士論文
[1]高壓SiC PiN器件的研制與靜動態(tài)特性研究[D]. 柏思宇.電子科技大學(xué) 2017



本文編號：3712697