4HSiC双外延基区双极晶体管模型与实验的研究.pdf

文档介绍：晶体管作者:张倩导师:张玉明教授学科:微电子学与固体电子学中国·西安年
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期:崆玞本人躲至超重童导师虢本学位论文属于保密,在一年解密后适用本授权书。期:—望坐:≥:,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。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攥写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。C艿穆畚脑诮饷芎笞袷卮斯娑别加以标明确的说
摘要以碳化硅牧衔4淼牡谌泶栋氲继宀牧暇哂锌泶丁⒏吡俳击穿电场、高热导率、高载流子饱和漂移速度等特点,非常适合制作高温、高压、大功率、抗辐照等半导体器件。,.ḿň骞魑R恢炙亓髯庸ぷ髌骷越来越受到人们的重视,国内外的许多科研机构已经相继展开了从器件结构到工艺实验等各方面的研究。,同时对其结构参数进行了模拟研究和解析计算,最后按照优化后的设计结构进行了投片实验。研究成果和创新性内容主要包括以下几个方面:甋材料的模型参数及双极晶体管的工作机理研究。,建立了能带模型、迁移率及不完全离化等材料模型,并阐述了各模型参数关于温度的变化关系。同时,对双极晶体管的基本工作原理进行了分析,计算了包括共发射极电流增益、击穿电压、基区渡越时间等器件参数,并从理论上分析了影响双极晶体管直流特性的几个关键因素。猄双外延基区双极晶体管的基区渡越时间研究。为了提高双极晶体管的电流增益,基于其电流传输过程,创造性的提出并设计了一种新型的双外延基区双极晶体管。依据漂移扩散理论,求解了该结构器件的基区渡越时间龟的解析表达式,并根据该解析模型,对该双极晶体管的基区结构进行了重点研究,依据正交实验结果,针对包括掺杂浓度及厚度在内的多个参数进行了优化设计。研究结果表明,结构优化后的双外延基区内部所产生的自建电场对于提高器件的直流增益有明显的作用,增益可提高至以上。猄双外延基区双极晶体管的结终端结构研究。以提高器件击穿电压为目的,器件结构设计中引入了多种不同的结终端结构,通过模拟计算对不同结终端结构的参数进行了优化设计,包括掺杂浓度、离子注入深度、注入剂量和能量的计算等。研究结果表明,优化后的结终端能够明显减弱集电结台面拐角处的电场强度,从而有效提高击穿电压,结构优化后的击穿电压可达现疤高了一倍以上。同时,影响器件特性的多个参数诸如基区欧姆接触距离发射区台面的距离、集电极漂移区的结构参数等也进行了研究。诙甋双外延基区双极晶体管研究的基础上,又创造性的对两种其他结构的晶体管进行了结构研究,分别为缓变基区双极晶体管和金属发射极双极晶体管,通过对基区掺杂指数分布条件下基区渡越时间的计算以及对肖特基接触理