隨著半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展,硅基器件越來越接近其材料性能極限,而不能滿足越來越高的功率密度和高頻高壓工作需求。第三代寬禁帶碳化硅材料因其禁帶寬、臨界擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度高、熱導(dǎo)率大、電子飽和漂移速度高等優(yōu)勢(shì)而成為高溫、高壓、高頻、輻照等領(lǐng)域的主流功率半導(dǎo)體材料。SiC MOSFET器件因其輸入阻抗高、溫度穩(wěn)定性好、安全工作區(qū)大等優(yōu)點(diǎn),特別是在高頻高壓領(lǐng)域更是優(yōu)勢(shì)明顯,廣泛應(yīng)用于固態(tài)變壓器、軌道交通、智能電網(wǎng)、高壓傳輸?shù)?逐漸成為國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。目前中低壓SiC MOSFET器件已陸續(xù)商業(yè)化量產(chǎn),高壓SiC MOSFET器件研究也逐漸趨于成熟,因此不少研究團(tuán)隊(duì)開始向超高壓SiC MOSFET器件研究領(lǐng)域邁進(jìn)�；谶@種發(fā)展趨勢(shì),本文旨在開展10kV SiC MOSFET器件設(shè)計(jì)優(yōu)化研究,利用Silvaco TCAD半導(dǎo)體數(shù)值分析平臺(tái)對(duì)器件的轉(zhuǎn)移特性、輸出特性、阻斷特性、電容特性、柵電荷特性和開關(guān)特性等進(jìn)行了較系統(tǒng)的仿真優(yōu)化設(shè)計(jì),并基于國(guó)內(nèi)碳化硅功率器件工藝制造平臺(tái)完成了器件版圖繪制和主要制備工藝流程制定。首先,本文通過理論分析和計(jì)算確定出能夠滿足設(shè)計(jì)要求的10kV SiC MOSFET器件的外延層摻雜濃...

【文章頁數(shù)】：96 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 SiC材料介紹
    1.3 SiC MOSFET國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
第二章 SiC MOSFET理論基礎(chǔ)
    2.1 靜態(tài)特性理論
        2.1.1 轉(zhuǎn)移特性
        2.1.2 輸出特性
        2.1.3 阻斷特性
        2.1.4 SiC功率器件典型結(jié)終端技術(shù)
    2.2 動(dòng)態(tài)特性理論
        2.2.1 電容特性
        2.2.2 柵漏電荷特性
        2.2.3 開關(guān)特性
    2.3 仿真物理模型
        2.3.1 遷移率模型
        2.3.2 載流子產(chǎn)生復(fù)合模型
        2.3.3 碰撞電離模型
    2.4 本章小結(jié)
第三章 10kV SiC MOSFET靜動(dòng)態(tài)特性研究
    3.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其靜態(tài)特性研究
        3.1.1 外延層參數(shù)
        3.1.2 Pbase區(qū)
        3.1.3 JFET區(qū)
        3.1.4 溝道長(zhǎng)度
        3.1.5 柵氧化層厚度
        3.1.6 元胞節(jié)距
        3.1.7 結(jié)終端結(jié)構(gòu)
        3.1.8 靜態(tài)特性優(yōu)化
    3.2 動(dòng)態(tài)特性研究
        3.2.1 電容特性
        3.2.2 柵漏電荷特性
        3.2.3 開關(guān)特性
    3.3 本章小結(jié)
第四章 10kV SiC MOSFET版圖和工藝流程設(shè)計(jì)
    4.1 版圖設(shè)計(jì)
    4.2 工藝流程制定和關(guān)鍵工藝技術(shù)
        4.2.1 高溫離子注入
        4.2.2 熱氧化生長(zhǎng)
        4.2.3 歐姆接觸
        4.2.4 刻蝕
    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



本文編號(hào)：3742899