本推文主要介碳化硅器件,想要入门碳化硅器件的同学可以学习了解。
PART 01
SiC器件介绍和SiC二极管
碳化硅器件简介
碳化硅材料具有很多无可比拟的优点,一般而言,Si的工作温度不超过175℃,而碳化硅材料禁带宽度较宽,耐热性好,可以工作在更高的温度条件下。此外,碳化硅材料还具有更高的载流子饱和速度,临界击穿场强更大,可以在更小的尺寸下获取更高的击穿电压。
Si和C的原子排列或堆叠方式不同,SiC材料可分为3C-SiC、4H-SiC和6H-SiC,不同的晶格排列表现出不同的电学特性,在不同方向也表现出不同的特性,这就是碳化硅材料的主要特性之一,即各向异性。其次,对于像碳化硅等宽禁带材料,禁带宽度太宽导致掺入其中的杂质不能完全被电离,电离的过程就是一个杂质原子替代SiC某晶格位,产生电子或空穴的过程,替代不同的晶格位置所表现出的特性也不相同,这成为碳化硅材料的第二大特性——非完全电离。
此外碳化硅的工艺仿真需要涉及到高温高能粒子注入,这就要求用户在仿真的时候与硅器件的仿真作出明显的区别。
碳化硅PiN二极管
碳化硅一般用于制作纵向PiN二极管和肖特基二极管,下面分别展示这两种器件的仿真结果。这里展示的是结终端拓展碳化硅PiN二极管……
碳化硅肖特基二极管
器件结构图
器件正向导通曲线
器件反向特性曲线
PART 02
SiC平面栅和沟槽栅MOSFET
SiC平面栅MOSFET
器件结构图
器件转移特性曲线
器件输出特性曲线
器件开关特性曲线
SiC沟槽栅MOSFET
器件结构图
器件栅电荷-栅压曲线
器件击穿时刻碰撞电离率分布
超结碳化硅MOSFET结构图
器件电容曲线
器件击穿曲线
器件击穿时刻碰撞电离率分布
PART 03
SiCIGBT
氧化层电容与氧化层击穿
特性仿真
器件结构图
器件转移特性曲线
器件输出特性曲线
器件击穿特性曲线
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