4h-sic功率bjt器件特性研究

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2、BJT器件特性研究（题名和副题名）施金飞（作者姓名）指导教师叶星宁副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业微电子学与固体电子学提交论文日期2016.04论文答辩日期2016.5.17学位授予单位和日期电子科技大学2016.06答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。RESEARCHONCHARACTERISTICSOF4H-SiCBJTPOWERDEVICESAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:Microelectroni

3、csandSolid-StateElectronicsAuthor:ShiJinfeiAdvisor:AssociateProf.YeXingningSchool:SchoolofMicroelectronicsandSolid-StateElectronics独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研巧成果。据我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表

4、示谢意。－＾：２。化作者签名＾１化＾日期：年月三日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部ｎ或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：斗Ｍ心导师签名：口么日日期：／备年＾月摘要摘要第三代宽禁带半导体材料碳化硅（SiliconCarbide）具有高击穿电场、高饱和漂移速度和高热导率的特性。因此SiC功率器件在

5、大功率、高温及抗辐照应用中具有很广阔的前景。其中SiCBJT器件导通电阻低、耐高温及较快的开关速度等特点得到了很多的关注。本文通过二维数值仿真软件SilvacoAtlas来研究4H-SiCBJT的特性。首先简要介绍了用于仿真的物理模型，并根据相关文献中的实验数据给出物理模型中所需的参数。根据已有的优化后的4H-SiCBJT基本结构，研究了器件的正向特性及反向特性。其中具体分析了4H-SiCBJT器件的反向击穿特性，并针对击穿问题，对4H-SiCBJT使用并优化了场限环、场板结构。优化后的场限环结深0.4μm、环掺杂浓度2×1018cm-3，可以将器件的击穿电压提高到1470V。场板结构主要考虑

6、了普通场板与台阶型场板结构，优化了场板结构中金属电极的长度，以及氧化层的厚度，最终击穿电压达到1475V左右。对于4H-SiCBJT外基区表面界面态导致的复合电流问题，提出了两种结构来抑制该复合电流。一种结构是外基区重掺杂结构，这种结构通过浓度差异产生内建电场，内建电场阻止电子向外基区表面扩散，该结构优化后重掺杂浓度为8×1018cm-3、掺杂深度为0.2μm，最大电流增益可以达到46。另一种结构是外基区钝化层负离子注入结构，负离子引起的电场调制外基区表面势，减小少子浓度，降低载流子复合率，从而提高电流增益。该结构优化后的最大电流增益为44。最后简述了实验中所用的器件结构，并对每种结构给出了具

7、体实验步骤，根据实验步骤给出实验版图的设计。针对离子注入工艺进行了研究。对于离子注入使用软件TRIM进行了仿真，给出了结终端结构及抑制界面复合电流结构中所需离子注入的能量与剂量。关键词：碳化硅，双极型晶体管，电流增益，结终端，界面态IABSTRACTABSTRACTSiliconCarbide(SiC)isthethirdgenerationwidegapsemiconductormaterial