1200V SiC BJT器件仿真及实验研究

发布时间：2024-02-27 23:18

　　碳化硅(Silicon Carbide,SiC)材料作为第三代半导体的典型代表,具有优越的物理和电学性能,是未来高压,低损耗电力电子应用领域的基础材料。双极结型晶体管(Bipolar Junction Transistor,BJT)因具有更低的开关损耗与更快的开关速度成为了非常具有前景的功率器件。然而较低的正向电流增益(β)与反向击穿电压(BV_CEO)限制了SiC BJT的商业应用。因此开发与优化影响器件特性的关键工艺实验,并从器件设计的角度提出新型SiC BJT增强结构具有重要意义。首先,本文立足于Silvaco TCAD仿真设计平台,从仿真的角度进行了高压4H-Si C功率BJT外基区界面复合效应的研究。通过研究外基区界面态对器件正向电流增益的影响机理,结合目前的Si C BJT钝化技术,从器件设计的角度提出了两种新型高电流增益钝化结构:外基区异质结钝化结构与P+外延钝化结构。新结构可以抑制外基区表面复合效应,调制外基区表面的电子浓度,降低载流子表面复合率,从而提高器件的电流增益。其次,通过二维仿真器Silvaco研究了钝化技术对高压4H-SiC BJT击穿特...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-22015-2022年我国SiC、GaN电力电子器件应用市场规模预估（亿元）

电子科技大学硕士学位论文第三代宽禁带半导体材料具有更加优越的电学性能，更适合应用于统中。如图1-1所示，第三代半导体具备高频、高效、耐高压、耐能力强等优越性能，切合节能减排、智能制造、信息安全等国家重是支撑新一代移动通信、新能源汽车、高速列车、能源互联网等产展和转型升级的重点....

图1-4SiC晶格结构及与晶向定义

电子科技大学硕士学位论文SiC具有近200种多型体，不同SiC多型体在电性能上差异很大，但是其晶格结构排列完全相同，材料的物理、化学和机械性能相同，利用SiC的这一优点可以制作SiC不同多型体的晶格完全匹配的异质复合结构和超晶格，获得性能极佳的高温大功率微电子器....

图2-1BJT两种结构示意图与器件符号

第二章SiCBJT工作原理SiCBJT基本结构及工作原理为了能给反偏的PN结提供少子，人们在这个反偏的PN结附近制作了结，通过控制外加电压使这个PN结处于正偏状态，源源不断的少子经的PN结被传输到反偏的PN结的边缘，然后被耗尽区电场扫入形成。由于两个....

图2-3功率BJT在共射模式下的输出特性曲线

2211EPEABiENBPEDEiDWNnDLNn各式可得共射电流增益：22NBPEDEiPEABiEDLNnDWNn通电阻功率BJT在共射模式下的输出特性曲线。当集电极电和区。随着集电极电压增加，集电极电流上升的....

本文编号：3913116