隨著半導體行業(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、臨界擊穿電場強度高、熱導率大、電子飽和漂移速度高等優(yōu)勢而成為高溫、高壓、高頻、輻照等領域的主流功率半導體材料。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,特別是在高頻高壓領域更是優(yōu)勢明顯,廣泛應用于固態(tài)變壓器、軌道交通、智能電網(wǎng)、高壓傳輸?shù)?逐漸成為國內(nèi)外的研究熱點。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,因此不少研究團隊開始向超高壓SiC MOSFET器件研究領域邁進�；谶@種發(fā)展趨勢,本文旨在開展10kV SiC MOSFET器件設計優(yōu)化研究,利用Silvaco TCAD半導體數(shù)值分析平臺對器件的轉移特性、輸出特性、阻斷特性、電容特性、柵電荷特性和開關特性等進行了較系統(tǒng)的仿真優(yōu)化設計,并基于國內(nèi)碳化硅功率器件工藝制造平臺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算確定出能夠滿足設計要求的10kV SiC MOSFET器件的外延層摻雜濃...

【文章頁數(shù)】：96 頁

【學位級別】：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國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
第二章 SiC MOSFET理論基礎
    2.1 靜態(tài)特性理論
        2.1.1 轉移特性
        2.1.2 輸出特性
        2.1.3 阻斷特性
        2.1.4 SiC功率器件典型結終端技術
    2.2 動態(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)生復合模型
        2.3.3 碰撞電離模型
    2.4 本章小結
第三章 10kV SiC MOSFET靜動態(tài)特性研究
    3.1 結構設計及其靜態(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 溝道長度
        3.1.5 柵氧化層厚度
        3.1.6 元胞節(jié)距
        3.1.7 結終端結構
        3.1.8 靜態(tài)特性優(yōu)化
    3.2 動態(tài)特性研究
        3.2.1 電容特性
        3.2.2 柵漏電荷特性
        3.2.3 開關特性
    3.3 本章小結
第四章 10kV SiC MOSFET版圖和工藝流程設計
    4.1 版圖設計
    4.2 工藝流程制定和關鍵工藝技術
        4.2.1 高溫離子注入
        4.2.2 熱氧化生長
        4.2.3 歐姆接觸
        4.2.4 刻蝕
    4.3 本章小結
第五章 總結與展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的成果



本文編號：3742899