4H-SiCRSD模型研究及臺面終端設(shè)計.pdf

1、現(xiàn)代脈沖功率技術(shù)對高頻、高壓、高溫下的應(yīng)用要求越來越嚴(yán)格，作為脈沖功率系統(tǒng)中的核心部件，開關(guān)器件的發(fā)展也因此受到了很大的挑戰(zhàn)。
　　采用寬禁帶半導(dǎo)體材料4H-SiC制作的反向開關(guān)晶體管RSD具有比普通的Si基RSD更優(yōu)越的特性，可望進(jìn)一步提升器件的阻斷電壓和電流密度，減小高耐壓情況下的導(dǎo)通損耗，在高壓與高重復(fù)頻率應(yīng)用中優(yōu)勢更大。
　　本文對4H-SiC RSD的阻斷特性、臺面造型、開通特性、熱力學(xué)傳輸模型進(jìn)行了研究，主要研究

2、成果如下：
　　建立了不同耐壓等級的4H-SiC RSD模型，對不同耐壓等級的器件結(jié)構(gòu)做了規(guī)律性的總結(jié)，得出耐壓與N基區(qū)參數(shù)關(guān)系。為了解決4H-SiC RSD器件表面擊穿造成的阻斷特性變差的問題，本文對正斜角邊緣終端進(jìn)行了建模分析，并采用機械切割配合ICP刻蝕的方法實現(xiàn)了45°角終端造型，并通過實驗對刻蝕深度進(jìn)行了優(yōu)化，實驗結(jié)果表明這一臺面造型方法可有效地提升器件的阻斷特性。
　　基于二維數(shù)值模型對4H-SiC RSD進(jìn)行開

3、通機理的研究，比較分析了不同耐壓等級的4H-SiC RSD與Si RSD的開通特性，得出結(jié)論:6kV以上的高壓器件4H-SiC器件具有比Si器件更小的開通損耗；對4kV級4H-SiC RSD器件的N基區(qū)載流子壽命進(jìn)行了討論，得出了器件正常開通對基區(qū)壽命的要求至少應(yīng)大于1μs的要求；研究4H-SiC RSD的預(yù)充電荷量并與Si RSD進(jìn)行對比，從微觀角度分析出兩者電荷量差異主要是由于基區(qū)寬度造成的；比較不同電壓等級4H-SiC RSD對預(yù)