文档介绍：西安电子科技大学
硕士学位论文
4H-SiC高压肖特基二极管及结终端技术研究
姓名:宋庆文
申请学位级别:硕士
专业:微电子学与固体电子学
指导教师:张玉明
20100101
摘要关键词:.碳化硅墙改昀囱杆俜⒄蛊鹄吹牡谌氲继宀牧现弧S氪半导体材料,以及相比,云溆帕嫉奈锢砘匦院偷缪匦猿为制造高温、大功率、高频微波及抗辐照电子器件的理想材料。在高频电路和微波领域,具有高功率、ü具有广阔的应用前景。┑缪梗疚睦闷骷数值仿真工具对结终端扩展峁沟甋幕鞔┨匦越辛搜芯浚分析了击穿电压与结构参数的关系,给出了优化的器件结构参数,提出了一种优化设计该类器件的方法。,通过求解二维泊松方程,建立了一个精确且简化的峁沟甋表面场分布解析模型,该模型计算结果与器件数值仿真结果基本一致,为碳化硅功率器件的斩松杓铺峁┝,本文最后设计了墓ひ帐笛榉桨福治隽烁美嗥骷圃熘械牟牧虾凸丶ひ眨岷瞎内现有的碳化硅的工艺水平,设计了具有不同终端结构的器件的版图图形和主要的工艺流程并进行了初步流片。嶂斩嘶鞔┨匦越馕瞿P凸ひ.
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本人签名:客主玺亟刍日期抄/口耄琁/日期灿西安电子科技大学学位论文创新性声明关于论文使用授权的说明弓.,秉承学校严谨的学风和优良的科学道德,本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果;也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切的法律责任。本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。本人保证毕业离校后,发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件,允许查阅和借阅论文;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印、或其它复制手段保存论文。同时本人保证,毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。本人签名:导师签名:
眦..﹞:瞰第一章绪论碳化硅材料优势及高压输电Ⅳ庑┕叵倒泼裆闹匾A煊颍园氲继骞β势骷稨骸下;刚石,具有优良的物理化学性质和电学性质,如禁带宽度大、临界击穿电场高、众所周知,电子元器件是电子系统的基础。一代新型的电子元器件决定一代新的电子系统,新型半导体材料和器件的出现必将会导致一场新的技术的变革和系统的革新。随着电力、能源、航天、航空、军事、核能、通讯等领域的迅猛发展,对半导体功率器件的性能也就提出了更高的要求。图给出了功率半导体器件的主要的应用领域,可以看出对于诸如电力驱动、电力控制性能的要求也越来越高。以硅砷化镓材料为基础的传统半导体功率器件已经发展到其理论的极限,在以上领域应用时已显得“捉襟见肘’’。寻求可用于高温、高频、大功率、抗辐照等方面的新型半导体材料就成为近十年代以来微电子领域中研究热点之一。在众多的半导体材料中,碳化硅⒌;以其良好的物理和电学性能成为继锗、硅、砷化镓之后新一代微电子器件和电路的半导体材料。孩鹙ⅲ与传统半导体材料、及相比,宽禁带半导体,如及金一《一矗趾冗趁:誊:::鬍:眼图功率半导体器件的应用领域竹陋‘:..鼢‘狡『饥薿::..;‘;:工。⋯卜:,压⋯。:::》。::~【~.⋯三‘薹÷.欤阹:;:聁.:.:⋯弧『¨..÷:..●’
越的碳化硅肖特基二极管不断的被报划。最近,㈣报道了击穿畦兰:乓禁带宽度;临界击穿皂场:鹊悸剩骸氡ズ偷缱悠扑俣龋碳化硅大功率肖特基二极管的研究现状年,.ü堋】,该器件的击穿电热导率大、电子饱和漂移速度高等。表列出了几种半导体材料特性【俊R許为例,牧系慕矶仁荢虶~叮馐沟闷淦骷茉谙嗟备叩温度下以上ぷ饕约熬哂蟹⑸淅豆獾哪芰Γ桓叩谋ズ偷缱悠扑俣群偷介电常数决定了器件的高频、高速工作性能;临界击穿电场要比和均要高一个数量级,这决定了器件的高压、大功率性能;热导率分别是的倍和的倍,这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,从而大大减小整机的体积。此外哂泻芨叩牧俳缫莆荒,~馐顾哂星康目沟绱挪ǔ寤甅虺艵涂狗淠芰Α鉴于挠旁降牟牧咸匦裕琒器件在高温、高频、大功率、抗辐射等方面的应用倍受青睐,随着骷芯康纳钊牒头⒄梗琒器件也必将会在航天航空、高温辐射环境、石油勘探、自动化、雷达与通信、汽车电子,大功率相控阵雷等