SiO_2SiC界面对4H-SiC n-MOSFET反型沟道电子迁移率的影响
碳化硅功率器件的发展与数值建模
科技创新与应用Technology Innovation and Application研究视界2021年13期碳化硅功率器件的发展与数值建模李国鑫（上海电力大学，上海200090）1碳化硅材料的发展随着集成电路与微电子的发展，传统的半导体材料由于自身的结构和局限性，在高导热、高电场的工作环境下已难堪大任，碳化硅材料以其卓越的物理特性引起了人们的关注，并成为了继第一代元素半导体硅和第二代化合物半导体磷化镓等之后发展迅速的第三代半导体材料[1-2]。
碳化硅电子器件的发展已有多年，在1907年首次观察到碳化硅的电致发光现象，且于1923年利用碳化硅制成了第一种LED 。
但早期大多数关于碳化硅的研究是通过升华法生产的，目前最常用的方法是物理气相输运法（Physical VaporTransport ，PVT ）。
表1比较了碳化硅材料和硅材料的基本物理特性。
不难得出，与普通的硅材料相比，碳化硅材料具有更加优良的物理特性。
包括其更加宽泛的禁带、更高的击穿场强、热导率及击穿场强[3-4]。
因此，深入研究碳化硅结构并解决其高界面态是推动碳化硅功率器件发展的必经之路。
24H-SiC MOSFET 器件结构半导体功率器件一般可分为两种，即MOS 器件与双极结型器件。
图1中展示了一种基本的碳化硅MOS 器件的结构，该结构具有工频高，栅压可控的优点。
然而，在SiO 2/SiC存在的高界面态却阻碍了碳化硅MOS 在航天航空及通信等领域的广泛应用。
摘要：近年来，碳化硅、氮化镓等宽禁带半导体材料的发展引起了人们的广泛关注。
凭借其高导热性、高击穿电场和可生长天然氧化物的能力，在航天航空及通信等领域得到了广泛应用。
然而，碳化硅功率器件在开发中也有一定的局限性，碳化硅功率器件的高界面态成为制约器件性能的主要因素。
因此，碳化硅器件还需要更加深入地了解与应用。
文章比较了第三代半导体材料碳化硅与第一代元素半导体硅材料的物理特性，并提出了研究碳化硅材料数值分析所需的模型，为今后碳化硅功率器件的研究打下基础。
4H-SiC功率MOSFETs栅介质材料研究详解
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2023/10/15
试验说明通过改进氧化工艺如氮钝化可以改善界面特性，在NO/NO2 中退火能提高迁移率至50cm2/Vs，但近导带底界面态密度增加，引起 沟道迁移率降低；在POCl3中氧化退火能提高迁移率至89cm2/Vs，但 由于P掺杂，氧化层陷阱电荷密度增加，阈值电压漂移现象明显；
各种高k介质材料用于替代SiO2以改善界面特性，如：Al2O3，HfO2， AlN，La2O3，Y2O3，Ta2O5，其中Al2O3和HfO2与4H-SiC由于较好 的热稳定性和很高的k值，近年来争论的较多，但由于这两种材料禁 带宽度小，与4H-SiC导带底能量差较小，引起栅漏电流密度增加；
在SiC上利用一般热氧化方法制备SiO2的工艺引入很高的界面态密度， 易引起外表粗糙散射与界面陷阱效应，导致器件牢靠性降低：
SiC介电常数约为SiO2 的2.5倍，SiC体内发生雪崩击穿时，易导致 SiO2提前击穿；
SiO2 /SiC构造界面特性差，界面态密度高，导致SiC MOSFET沟道迁 移率下降与阈值电压漂移；
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2023/10/15
物理模型与计算方法
模拟中使用的器件构造〔a〕与掺杂分布〔b〕
物理模型：禁带窄化模型，俄歇复合模型，SRH复合模型，依靠于温度和掺杂浓度 的迁移率模型，碰撞电离模型，依靠于温度和掺杂的载流子寿命模型 载流子统计模型：费米狄拉克
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2023/10/15
介质材料对MOS电容电学特性的影响机理
不同频率下MOS电容的C-V特性：(a) sample A: HfO2 (3.7 nm)/SiO2 (7.5 nm)/SiC, (b) sample B: HfO2 (3.2 nm)/SiO2 (15.5 nm)/SiC, (c) sample C: HfO2/SiC, and (d) sample D:
不同栅介质工艺对4H-SiC MOS电容可靠性的影响
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电子技术 Electronic Technology
圆片 1 2 3
电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering
表 1：样品栅介质制备工艺条件
栅介质条件 干氧氧化 50nm SiO2+NO 退火 干氧氧化 15nm SiO2+POCl3 退火 + LPCVD 35nm SiO2 干氧氧化 15nm SiO2 + POCl3 退火 + LPCVD 35nm Si3N4
（1）检测过程进一步贴近产品的使用状态； （2）移动过程中同步采集延迟及移动跟踪误差的数据，在一 个实验周期完成两个项目的检测。既增强了检测结果的可信度，又 提高了检测过程的时效。
参考文献 [1] 李 良 志 . 虚 拟 现 实 技 术 及 其 应 用 探 究 [J]. 中 国 科 技 纵 横 ,
2019(3):30-31. [2] 吴国良 , 孙谨 , 马登武 , 张海峰 . 虚拟现实系统中的视觉延迟
摘 要：本文研究了氮掺杂、磷掺杂、磷掺杂与 Si3N4 复合介质相结合三种不同栅介质工艺对 SiC MOS 电容可靠性的影响。通过 I-V 特性测试及经时击穿（TDDB）测试评价不同栅介质工艺的 SiC MOS 电容可靠性。结果表明，将磷掺杂工艺和 SiO2/Si3N4 复合栅介质结合， 能有效提升栅介质的绝缘性和寿命，其中磷掺杂处理很好地钝化了 SiC/SiO2 界面处的碳团簇和界面态，而 Si3N4 介质能有效提高器件的绝 缘性。将两者相结合，I-V 特性测试的击穿场强达到 14.5MV/cm-1，TDDB 测试结果表明在 0.2MV/cm·s 的斜坡电压下，经过 78s 后样品击穿。
华中科技大学 毕业设计 范本
开题报告1. 课题的研究背景SiC半导体材料是自第一代元素半导体材料(Si)和第二代化合物半导体材料(GaAs、GaP、InP等)之后发展起来的第三代宽带隙(WBS)半导体材料。
SiC材料由于具有宽带隙、高临界击穿电场、高热导率、高载流子饱和漂移速度等特点。
在高温、高频、大功率、光电子及抗辐射等方面具有巨大的应用潜力，许多国家相继投入了大量的资金对SiC进行了广泛深入的研究，并已在SiC晶体生长技术、关键器件工艺、光电器件开发、SiC集成电路制造等方面取得了突破，为军用电子系统和武器装备性能的提高，以及抗恶劣环境的电子设备提供了新型器件。
具体的说来，SiC材料的宽禁带使得其器件能在相当高的温度下(500℃以上)工作以及具有发射蓝光的能力。
高临界击穿场强电场决定了器件的高压、大功率性能。
高的饱和电子漂移速度和低介电常数决定了器件的高频、高速工作性能，高热导率意味着其导热性能好，可以大大提高电路的集成度，减少冷却散热系统，从而大大减少电子系统的体积。
再者，SiC具有很高的临界移位能，这使它具有高的抗电磁波冲击和高的抗辐射破坏的能力，SiC器件的抗中子能力至少是Si器件的四倍。
而SiC极低的少子产生速率也使其成为制备非易失性存储器的理想材料。
另一方面，SiC最大的优势还在于它是除了Si以外，唯一能够热氧化生长SiO2的半导体，这就使得制备SiC的MOS器件成为可能，并且SiC器件工艺和设备都与Si器件有很强的兼容性。
国内外在SiC研究方面已取得的主要成就如下：①SiC的同质多型和异质多型结构的可控合成理论；②生长大体积SiC晶体的多种改良的Lely方法；③包括局部外延和腐蚀过程的SiC器件微小化加工原则；④在蓝宝石上生长异质外延SiC薄膜(类似在蓝宝石上生长硅)的方法，它保证元件间的有效绝缘；I⑤一系列新的SiC器件，包括压敏电阻、多色光二极管、核辐射和紫外辐射传感器、极端条件下使用的温度和压力传感器等。
4H-SiC功率MOSFETs栅介质材料研究
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2020/8/6
介质材料对MOSFET电学特性的影响—阈值电压
阈值电压受介质层材料、类型、厚度、外延层掺杂浓度、界面固定电荷浓度、器
件结构参数（沟道长度、沟道宽度）等影响；对给定的栅介质材料，阈值电压随着介 质层厚度增加而线性增加，但使用高-k材料时，阈值电压的变化受到抑制。
对相同厚度的栅介质材料，阈值电压随着介电常数增加而减小，从SiO2到HfO2，阈 值电压漂移近2.5V，同时引起跨导增加。沟道表面电势分布依赖于栅介质介电常数，对 4H-SiC，随着栅介质介电常数增加，从源极到沟道区和漏极的电场线增加，电势降低， 因此阈值电压降低。
Al/HfO2/ SiO2/Si.
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2020/8/6
介质材料对MOS电容电学特性的影响机理
俄歇电子能谱测试结果：(a) sample A and (b) sample B.
MOS结构的SEM图
C.-M.Hasu和J.-G.Hwu实验已经
证 明 ， 在 高 k 介 质 层 和 SiC 之 间 插 入
4H-SiC 功率MOSFETs栅介质材料 研究
2020/8/6
主要内容
引言 介质材料及其性质 物理模型与计算方法 介质材料对4H-SiC MOS电容电学特性
的影响机理 介质材料对4H-SiC MOSFET电学特性
的影响 总结
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2020/8/6
引言
SiC 功率MOSFET具有功率密度大，能有效降低功率损耗，减小系统 成本，在逆变、输电、大功率、高温领域具有广阔的应用前景；
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2020/8/6
主要的介质材料及其性质
Eoxide oxide = Es s
Vth
4 kT SEMI ln(N A / ni ) 2kT ln( N A ) kT ln(
4H-SiC MOS结构工艺与电学特性研究
大连理工大学硕士学位论文4H-SiC MOS结构工艺与电学特性研究姓名：马继开申请学位级别：硕士专业：物理电子学指导教师：王德君20071201４Ｈ－－ＳｉＣＭＯＳ结构工艺与电学特性研究度的降低而逐渐减弱【２１１１２２１。
图２．５【２３Ｊ给出的界面态密度分布对比则更加清楚地说明了选择不同原子密度的晶面制作ＭＯＳ电容对降低界面态密度的作用。
在其他的一些文献中【２４ｌ＋嘲，通过制作三种晶面材料的ＭＯＳＦＥＴ器件，并测量有效的沟道迁移率，发现在（０３３８）晶面上制作的器件的沟道迁移率最大１２１１１２４］，达到了在（１压ｏ）晶面上制作的器件的２倍【捌，而事实上在（１１２０）晶面制作的器件的沟道迁移率已经达到了在（ｏ００１）晶面上制作的器件的５倍【２７ｌ。
２．３．２通过不同退火工艺实现界面性能的提升在Ｓｉ工艺中，也存在着氧化后热处理的工艺，其原理主要是通过将氧化后的材料在Ｈ２或Ａｒ、Ｈｅ等惰性气体的气氛中进行退火，通过使界面处的原子在高温下进行重结晶来达到减少悬挂键和扭曲键，进而降低界面态密度的目的。
但在ＳｉＣ工艺中，由于悬挂键不再是产生界面态的主要原因，所以以上的方法对于降低界面态密度的作用并不明显，于是采用一些特殊的退火工艺来实现降低界面态密度的目的，成为单元工艺改进的一个重要的研究方向。
（１）二次氧化退火（ＲｏＡ）工艺所谓二次氧化退火是指在正常的氧化过程结束之后，在保护气中保持原温度或稍微降低（升高）温度，随后再通入氧气进行第二次氧化。
在对ＳｉＣ进行二次氧化退火时，实际上是在进行着两种氧化过程：一方面，ＲＯＡ是一个氧化已有的氧化层中没有被完全图２．６热氧化与不同温度ＲＯＡ的侧剖面示意图Ｆｉｇ．２．６ＣｒｏｓｓｓｅｍｔｉｏｎｏｆｓａｍｐｌｅｓｗｉｔｈｗｅｔＲＯＡｕｎｄｅｒｖａｒｉｅｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ大连理工大学硕士学位论文（ａ）ｌＥ面掩膜板单元电极图形（单位：“ｍ）正面掩膜扳实际电极图形图３．４上Ｅ面掩膜扳Ｆｉｇ．３．４Ｔｈｅｆｏｒｗａｒｄｍａｓｋ一１９４Ｈ－－ＳｉＣＭＯＳ结构工艺与电学特性研究厂Ｘ—ｎ＜。
碳化硅电子器件发展分析
碳化硅电力电子器件的发展现状分析目录在过去的十五到二十年中，碳化硅电力电子器件领域取得了令人瞩目的成就，所研发的碳化硅器件的性能指标远超当前硅基器件，并且成功实现了部分碳化硅器件的产业化，在一些重要的能源领域开始逐步取代硅基电力电子器件，并初步展现出其巨大的潜力。
碳化硅电力电子器件的持续进步将对电力电子技术领域的发展起到革命性的推动作用。
随着SiC单晶和外延材料技术的进步，各种类型的SiC器件被开发出来。
SiC器件主要包括二极管和开关管。
SiC二极管主要包括肖特基势垒二极管及其新型结构和PiN型二极管。
SiC开关管的种类较多，具有代表性的开关管有金属氧化物半导体场效应开关管（MOSFET）、结型场效应开关管（JFET）、绝缘栅双极开关管（IGBT）三种。
1.SiC器件的材料与制造工艺SiC单晶碳化硅早在1842年就被发现了，但直到1955年，飞利浦（荷兰）实验室的Lely才开发出生长高品质碳化硅晶体材料的方法。
到了1987年，商业化生产的SiC衬底进入市场，进入21世纪后，SiC衬底的商业应用才算全面铺开。
碳化硅分为立方相（闪锌矿结构）、六方相（纤锌矿结构）和菱方相3大类共260多种结构，目前只有六方相中的4H-SiC、6H-SiC 才有商业价值，美国科锐（Cree）等公司已经批量生产这类衬底。
立方相（3C-SiC）还不能获得有商业价值的成品。
SiC单晶生长经历了3个阶段, 即Acheson法、Lely法、改良Lely法。
利用SiC高温升华分解这一特性，可采用升华法即Lely法来生长SiC晶体。
升华法是目前商业生产SiC单晶最常用的方法，它是把SiC粉料放在石墨坩埚和多孔石墨管之间，在惰性气体（氩气）环境温度为2 500℃的条件下进行升华生长，可以生成片状SiC晶体。
由于Lely法为自发成核生长方法，不容易控制所生长SiC晶体的晶型，且得到的晶体尺寸很小，后来又出现了改良的Lely法。
改良的Lely法也被称为采用籽晶的升华法或物理气相输运法 (简称PVT法)。
SiC
碳化硅电力电子器件研发进展与存在问题1 引言借助于微电子技术的长足发展，以硅器件为基础的电力电子技术因大功率场效应晶体管（功率MOS）和绝缘栅双极晶体管（IGBT）等新型电力电子器件的全面应用而臻于成熟。
目前，这些器件的开关性能已随其结构设计和制造工艺的相当完善而接近其由材料特性决定的理论极限，依靠硅器件继续完善和提高电力电子装置与系统性能的潜力已十分有限。
于是，依靠新材料满足新一代电力电子装置与系统对器件性能的更高要求，早在世纪交替之前就在电力电子学界与技术界形成共识，对碳化硅电力电子器件的研究与开发也随之形成热点。
作为一种宽禁带半导体材料，碳化硅不但击穿电场强度高、热稳定性好，还具有载流子饱和漂移速度高、热导率高等特点，可以用来制造各种耐高温的高频大功率器件，应用于硅器件难以胜任的场合，或在一般应用中产生硅器件难以产生的效果。
使用宽禁带材料可以提高器件的工作温度。
6H- SiC 和 4H-SiC的禁带宽度分别高达3.0 eV 和 3.25 eV，相应的本征温度可高达800 °C以上；即就是禁带最窄的3C-SiC，其禁带宽度也在2.3eV左右。
因此，用碳化硅做成的器件，其最高工作温度有可能超过600°C。
功率开关器件的反向电压承受力与其漂移区（单极器件）或基区（双极器件）的长度和电阻率有关，而单极功率开关器件的通态比电阻又直接决定于漂移区的长度和电阻率，因而与其制造材料击穿电场强度的立方成反比[ ]。
使用击穿电场强度高的材料制作高压功率开关，其电阻率不必选择太高，器件的漂移区或基区也不必太长。
这样，不但其通态比电阻会大大降低，工作频率也会大大提高。
碳化硅的击穿电场强度是硅的8倍，其电子饱和漂移速度也是硅的2倍，更有利于提高器件的工作频率，因而碳化硅单极功率开关不单是通态比电阻很低，其工作频率一般也要比硅器件高10倍以上。
热导率高则使碳化硅器件可以在高温下长时间稳定工作。
此外，碳化硅还是目前唯一可以用热氧化法生成高品质本体氧化物的化合物半导体。
4H-SiC埋沟MOSFET的高频小信号特性研究
第一章绪论３２６００Ｖ，比当时的纵向器件大三倍。
ＬＤＭＯＳＦＥＴ需要大的表面积来提供横向漂移区，但是这可以通过应用ＲＥＳＵＲＦ设计技术来最小化。
ｔＫｉｍｏｔ０等人㈣研制了横向ＳｉＣ减小的表面场ＭＯＳＦＥＴ，阻断电压为１６２０Ｖ，开启电阻为２３４ｍ．Ｏ．ｃｍ２。
图１．１给出了从１９９２年开始功率ＳｉＣＭＯＳＦＥＴ的发展历程【１们，这一切均表明，ＳｉＣＭＯＳＦＥＴ在高温、高频、大功率器件应用方面有着良好的发展前景。
Ｙｅａｒ图１．１功率ｓｉｃＭＯｓＦＥＴ的发展历程ＤｒａｉｎＧａｔｅＳＯｕｒｃｅ图１，２双指ｓｉｃ横向ＲＦＭＯＳＦＥＴ剖面图在射频应用方面，目前被证明可以工作在射频段的ＳｉＣ器件是ＭＥＳＦＥＴ和ＳＩＴ。
然而在许多应用中，增强型的ＳｉＣＭＯＳＦＥＴ在系统级的应用中更有优势。
因此，ＳｉＣＭＯＳＦＥＴ在高频方面的应用也一直得到广泛关注。
２００１年，Ｄ．Ａ１０ｋ等人【１＿７】首次研制了４Ｈ－ＳｉＣ横向ＲＦＭＯＳＦＥＴ，用双金属层工艺可以很容易地改善器件性能，优化了反型层迁移率和接触电阻的矛盾，结构如图１．２所示。
该结构ｌｉａｎａ栅长的器件的截止频率超过７０Ｈｚ。
而由峰值跨导计算出来的场效应迁移率为４Ｈ．ＳｉＣ埋沟ＭＯＳＦＥＴ的高频小信号特性研究（ａ）Ｖｏｓ＝ｏＶ（ｂ）Ｖｏｓ＝２Ｖ图４．２０不同界面态密度下的电子浓度图４．２ｌ不同界面态密度下的场效应迁移率ＴＯＴＲＬＣＵＲＲＥＮＴＶＥＣＴＯＲ（ａ）或＝０１＿０１９ＬＣＵＲＲＥＮＴＶＥＣＴＯＲ（ｂ）见＝５ｘｌＯ“ＣＰ＇Ｒ也ｅＶ４图４．２２电流矢量图（Ｖｏｓ－－－２Ｖ）从以上分析可知：第一，界面态影响埋沟ＭＯＳＦＥＴ的阈值电压。
4h-sic埋沟mosfet击穿特性模拟研究
3
误差分析
分析实验与模拟结果之间的误差，探讨可能的 影响因素。
05
结论与展望
研究成果总结
4H-SiC埋沟MOSFET器件具有优异的击穿特 性，其阈值电压和导通电阻均高于其他类型的 MOSFET器件。
通过模拟研究，发现器件的击穿电压与沟道温 度和偏置条件密切相关，这为进一步优化器件 性能提供了指导。
通过优化结构设计，可以提高埋沟mosfet的击穿电压和导通电阻等性 能指标。
采用更先进的工艺技术，如离子注入、干法刻蚀等，可以进一步优化结 构参数。
通过结构优化，可以提高埋沟mosfet的开关速度和频率特性，同时降 低功耗和温度。
04
埋沟mosfet击穿特性模 拟与实验验证
埋沟mosfet击穿特性模拟方法
4H-SiC埋沟MOSFET器件具有较低的导通损 耗和较高的开关速度，使其在高压、高温、高 频等领域具有广泛的应用前景。
研究不足与展望
虽然本研究在4H-SiC埋沟MOSFET击穿特性方面取得了一些成果，但仍存在一些不足之 处，例如模型参数的精确度和适用范围有待进一步拓展。
在未来的研究中，可以进一步优化模型，提高模拟精度，并探索更多种类的4H-SiC器件 结构和性能优化方法。
VS结构模型用 于计算材料的能隙和能带形状，载 流子输运模型用于描述载流子的迁 移和扩散过程。
03
埋沟mosfet结构设计与 优化
埋沟mosfet结构特点
埋沟mosfet是一种特殊的功 率器件，具有高开关速度、低 导通电阻、高耐压等特点。
埋沟mosfet的结构设计使其 具有更低的寄生效应，提高了 器件的频率特性。
埋沟结构使得mosfet在关断 时具有更快的速度和更低的功 耗。
埋沟mosfet结构设计
sic mosfet沟道迁移率
文章标题：深度解析SIC MOSFET沟道迁移率在当今科技快速发展的时代，功率器件的研究和应用成为了一个热门话题。
在功率器件中，SiC（碳化硅）MOSFET因其高功率密度、高工作温度和低导通损耗等特点，受到了广泛的关注和研究。
其中，沟道迁移率是SiC MOSFET的重要特性之一，直接影响着其性能和应用。
本文将从深度和广度两个方面对SiC MOSFET沟道迁移率进行全面评估，并结合个人观点和理解，撰写一篇有价值的文章。
1. 什么是SiC MOSFET沟道迁移率在开始深入讨论SiC MOSFET沟道迁移率之前，我们首先需要了解什么是SiC MOSFET以及沟道迁移率。
SiC MOSFET是一种基于碳化硅材料制成的金属氧化物半导体场效应晶体管，具有优异的性能和特点。
而沟道迁移率，则是评价场效应晶体管导电性能的重要参数之一，代表了载流子在场效应晶体管中的迁移速率。
2. SiC MOSFET沟道迁移率的影响因素SiC MOSFET沟道迁移率受多种因素的影响，主要包括材料性能、器件结构、工艺工艺等。
在材料性能方面，SiC的载流子迁移率较高，使得SiC MOSFET在高电压和高频率下表现出色。
而在器件结构和工艺方面，沟道长度、接触电阻、通道掺杂浓度等都会对沟道迁移率产生影响。
3. SiC MOSFET沟道迁移率的应用与展望SiC MOSFET沟道迁移率的提高将直接促进器件性能的提升，提高耐压和响应速度。
在电力电子、新能源、电动汽车等领域，SiC MOSFET 因其高效、小型化等特点已经得到了广泛的应用。
未来，随着SiC材料制备工艺和器件设计的进步，SiC MOSFET沟道迁移率有望进一步提升，推动功率器件领域的发展。
总结回顾通过对SiC MOSFET沟道迁移率的深入了解，我们可以发现其在功率器件中的重要性以及影响因素和应用前景。
SiC MOSFET沟道迁移率的研究不仅有助于提高器件性能和应用范围，也为推动功率器件领域的发展提供了新的可能性。
4HSiC埋沟MOSFET击穿特性模拟研究
西安电子科技大学硕士学位论文4H-SiC埋沟MOSFET击穿特性模拟研究姓名：夏杰申请学位级别：硕士专业：微电子学与固体电子学指导教师：张义门20060101摘要碳化硅材料有着包括禁带宽、击穿电场大、电子饱和漂移速度快等等物理性质方面的优势，这决定了碳化硅材料在高温、高频、高辐射等这些相对极端的环境下发挥重要的作用。
同时，埋沟MOSFET（在SiO2/SiC界面注入一层N型掺杂层）的出现很好地避免了SiC/SiO2界面对载流子输运的影响。
为了更好地发挥碳化硅埋沟MOSFET在功率性能的优势和潜力，必须对器件的电学击穿特性进行较为深入的模拟研究。
本文的主要工作有：研究了4H-SiC埋沟MOSFET的基本结构模型及其参数，其中主要包括迁移率模型及其参数、不完全电离模型和碰撞离化模型，验证了器件的工作机理，讨论了器件的基本特性，验证了埋沟MOSFET相对传统MOSFET的优势；研究了4H-SiC埋沟MOSFET的高温特性。
为接下来讨论4H-SiC埋沟MOSFET的击穿特性奠定了基础。
为正确地模拟4H-SiC埋沟MOSFET的击穿特性，合理地设置了器件的深度和漏区的宽度。
介绍了4H-SiC埋沟MOSFET的基本击穿机理；比较了埋沟和传统MOSFET的击穿特性，埋沟器件的击穿电压大说明了它在高压器件方面具有一定的优势；讨论了4H-SiC埋沟MOSFET的各个结构参数对器件击穿特性的影响，包括埋沟沟道掺杂浓度、沟道深度、衬底掺杂浓度、氧化层厚度、场板等；最后，介绍了环境温度对器件击穿特性的影响等。
结果表明：4H-SiC埋沟MOSFET击穿电压随着栅压、沟道掺杂浓度、埋沟深度、氧化层厚度增大而增大；随着衬底掺杂浓度增大而减小；随着场板的出现而增大；另外，击穿电压随着温度的升高而增大。
这将对4H-SiC埋沟MOSFET在今后研究中起到指导作用。
介绍了4H-SiC埋沟MOSFET研制的最新实验情况。
实验测试表明所有器件的阈值电压都为正，说明器件都是增强型的；器件I-V特性都具有较好的线性区和饱和区;最高的有效迁移率约为90cm2/Vs。
两种新颖结构4H-SiC功率MOSFET的模拟与性能分析的开题报告
两种新颖结构4H-SiC功率MOSFET的模拟与性能分析的开题报告一、选题背景和目的：随着半导体技术的不断发展，功率器件发挥着越来越重要的作用。
4H-SiC功率MOSFET作为一种新型的高性能功率器件，因其优越的电气性能和物理特性而备受瞩目。
本次选题旨在模拟两种新颖结构的4H-SiC功率MOSFET，并对其性能进行分析，为该领域的研究提供一定的参考。
二、研究内容和方法：本研究将选取两种4H-SiC功率MOSFET的新颖结构进行建模，并采用Silvaco TCAD进行模拟仿真，研究其电学性能和物理特性。
主要研究内容包括：1、两种新颖结构的4H-SiC功率MOSFET的结构设计和组装方案；2、基于Silvaco TCAD软件的模拟参数设置、仿真结果分析及优化；3、对两种新颖结构的4H-SiC功率MOSFET进行性能测试，包括开关特性、导通损耗、阻抗特性等方面的测试，并与传统的4H-SiC功率MOSFET进行比较分析；4、对两种新颖结构的4H-SiC功率MOSFET进行电热特性测试，包括热阻、热膨胀系数等方面的测试，并对其散热性能进行评估。
三、预期成果和意义：本研究主要的预期成果有：1、成功建立两种新颖结构的4H-SiC功率MOSFET的模型，并开展了基于Silvaco TCAD的模拟仿真，分析了其电学性能和物理特性，为该领域研究提供了一定的参考和支撑；2、对两种新颖结构的4H-SiC功率MOSFET进行性能测试和电热特性测试，获得了其开关特性、导通损耗、阻抗特性、热阻、热膨胀系数等方面的测试数据，同时对散热性能进行了评估；3、对两种新颖结构的4H-SiC功率MOSFET的模拟数据和测试结果进行分析，与传统的4H-SiC功率MOSFET进行比较，探究其适用范围和性能优越性，为研究和应用提供了一定的参考和指导。
本研究的意义主要体现在以下几个方面：1、深入了解4H-SiC功率MOSFET的性能特点和物理特性，为全球半导体产业的发展做出贡献；2、对4H-SiC功率MOSFET的新颖结构进行研究，拓展了该领域的研究视角，为功率器件研究提供了有益的启示；3、通过模拟仿真和测试分析，探讨4H-SiC功率MOSFET的性能和优势，为其在工业制造和应用方面提供理论支撑和技术指导。