宽禁带半导体电力电子器件演示幻灯片.ppt

中国科学院微电子研究所主要内容宽禁带半导体材料优越的物理化学特性器件产生的损耗减少(导通电阻减至数分之一)表2不同结构的SiC电力电子器件的特点及研究现状电力电子器件的发展趋势：3研究内容3研究内容三、研究目标、技术指标技术路线：（1）SiC器件物理和器件结构设计研究方案。建立SiC材料合理的参数模型，包括载流子统计模型、迁移率模型、复合率模型、碰撞电离模型和隧道效应模型。对SiC肖特基结势垒二极管中的p利用仿真模拟软件对SiC高压二极管器件的能带图、电场分布等特性进行仿真计算，分析器件中载流子输运机理，研究器件结构及场板、场环和结终端延伸等不同终端保护技术对器件击穿特性的影响机理，从而设计和优化器件结构，获得合理化器件结构。对于IGBT器件，影响器件的阻断电压的主要因素，包括漂移层的厚度和载流子浓度；影响器件通态压降的因素，包括反型层沟道的迁移率、pnp晶体管的注入效率以及p型发射极的欧姆接触电阻等；影响器件的开关速度的因素，包括基区的少子寿命，厚度和掺杂浓度等。在此基础上，利用数学计算工具、仿真模拟软件等对SiCIGBT器件结构参数，包括阻挡层的厚度及掺杂浓度、漂移层的厚度及掺杂浓度、沟道长度、发射区掺杂及深度、基区掺杂及深度等器件结构参数和SiC的材料参数，包括载流子寿命、界面态密度等，对IGBT器件内部的能带图、电场分布，器件的转移特性、输出特性、击穿电压等静态特性，开关速度等动态特性，进行模拟仿真，分析器件器件结构参数和材料参数对器件性能的影响机理；合理解决器件通态压降与耐压、开关速度的折中关系。（2）SiC器件制备关键技术研究方案。SiC的欧姆接触的研究，通过快速热退火技术、传输线模型技术、变温I-V测试等技术，研究Ni、NiSi等金属在n型SiC材料上的欧姆接触、研究Ti、Ni、Pt、SiAl等金属在p型SiC材料的欧姆接触特性及其形成机理的研究；利用Trim软件模拟P、N、Al等离子注入在SiC中能量、深度、偏差和杂质浓度分布，改变离子注入后杂质激活退火的温度、时间、氛围、密封剂等工艺条件，研究离子注入形成欧姆接触高掺杂区及终端保护技术的制备研究；利用变温的I-V和C-V特性对Pd、Ni、Pt等金属与SiC材料肖特基接触进行研究，分析界面态对肖特基势垒高度的影响，分析器件的反向漏电机理；通过改变刻蚀气体的功率、流量配比等参数对SiC材料的刻蚀技术研究等。（2）SiC器件制备关键技术研究方案。利用变温I-V特性测试、表面成分分析测试等手段研究SiC欧姆接触的高温可靠性，分析欧姆接触的对器件失效机理的影响。通过变温I-V特性和变温C-V特性的测量，研究SiC材料和界面态对器件的失效机理等影响。通过仿真模拟软件研究不同温度对器件的静态和动态特性，和闩锁效应的影响。对器件的可靠性进行评估、对失效机理进行分析。四研究基础谢谢！四研究基础主要内容对于IGBT器件，影响器件的阻断电压的主要因素，包括漂移层的厚度和载流子浓度；影响器件通态压降的因素，包括反型层沟道的迁移率、pnp晶体管的注入效率以及p型发射极的欧姆接触电阻等；影响器件的开关速度的因素，包括基区的少子寿命，厚度和掺杂浓度等。在此基础上，利用数学计算工具、仿真模拟软件等对SiCIGBT器件结构参数，包括阻挡层的厚度及掺杂浓度、漂移层的厚度及掺杂浓度、沟道长度、发射区掺杂及深度、基区掺杂及深度等器件结构参数和SiC的材料参数，包括载流子寿命、界面态密度等，对IGBT器件内部的能带图、电场分布，器件的转移特性、输出特性、击穿电压等静态特性，开关速度等动态特性，进行模拟仿真，分析器件器件结构参数和材料参数对器件性能的影响机理；合理解决器件通态压降与耐压、开关速度的折中关系。研究场限环、结终端延伸等终端保护技术对器件击穿特性的影响，包括场限环间距、宽度、掺杂浓度、结深度等因素，以及结终端延伸的长度、深度、浓度等因素对器件内部电场分布的影响，获得合理的结终端保护结构计，从而优化器件结构。