4H-SiC JBS溝槽結(jié)構(gòu)的仿真研究.pdf

1、SiC作為第三代半導(dǎo)體中的佼佼者，具有優(yōu)越的電學(xué)性能，能夠工作在高溫，大功率，高頻等特殊環(huán)境下。而JBS作為高耐壓，高速，大電流的功率二極管，被認(rèn)為是發(fā)展最快，前景最好的一類二極管。
　　本文針對(duì)平面JBS的不足，提出了一種改進(jìn)結(jié)構(gòu)-溝槽結(jié)構(gòu)的JBS（TJBS），并用Sentaurus-TCAD軟件進(jìn)行了仿真優(yōu)化，普通JBS由于受離子注入深度的限制，相鄰的pn結(jié)勢(shì)壘對(duì)中間的肖特基結(jié)的保護(hù)作用有限。引入溝槽后，pn結(jié)深度變得可以調(diào)整

2、，TJBS可以獲得更大的pn結(jié)結(jié)深，在相同間距下，電場(chǎng)屏蔽效應(yīng)得以增強(qiáng)從而使器件的反向漏電流顯著降低。
　　首先研究了TJBS單胞結(jié)構(gòu)，使用1200V的器件參數(shù)：外延層厚度10μm，摻雜濃度5×15/cm3，針對(duì)兩種單胞結(jié)構(gòu)-先注入后刻槽結(jié)構(gòu)（TJBS_A）和先刻槽后注入結(jié)構(gòu)（TJBS_B），通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)：由于后者能夠在相同注入能量條件下實(shí)現(xiàn)更大的注入深度，且工藝更簡(jiǎn)單，故其性能優(yōu)于前者；隨后針對(duì)TJBS_B，研究了槽深與注入深度

3、相對(duì)性，槽寬與注入寬度相對(duì)性以及套刻偏差對(duì)其正反向特性的影響。只有在注入寬度大于槽寬的情況下才能發(fā)揮該結(jié)構(gòu)降低反向漏電流的優(yōu)勢(shì)。在此條件情況下，注入深度越大反向漏電流越低。在允許的套刻偏差內(nèi)（1μm以下），套刻偏差的存在對(duì)器件性能的影響較小。在相同注入深度和相同注入比的情況下溝槽JBS相比對(duì)平面JBS對(duì)肖特基區(qū)的保護(hù)作用更強(qiáng)，能夠在相同擊穿電壓條件下獲得更好的正向性能。然后研究了帶有場(chǎng)限環(huán)終端的TJBS完整結(jié)構(gòu)，加入了對(duì)終端刻槽的討論，