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SiCGe/SiC异质结光控达林顿晶体管设计及SiCGe/SiC异质结的制备

随着SiC器件广泛而深入的研究,光控碳化硅器件也渐渐地引起人们的研究兴趣。由于禁带宽,SiC光开关只能受控于紫外光源而非常用的可见和红外光源。从实际应用出发,利用SiCGe能隙可在窄于碳化硅能隙的范围内适当剪裁的特点,根据在SiC达林顿晶体管中采用SiCGe/SiC异质结实现单片集成光控达林顿功率开关的设计构想,围绕该新型光控器件的开发,本论文主要从器件结构的设计、SiCGe/SiC异质结的实现及其特性等方面进行了初步的研究。主要结果如下:1.利用二维数值模拟器MEDICI,在首先完成了对新型器件设计构想的可行性验证之后,从器件制造的可行性出发,提出了几种改进的器件结构,改SiCGe/SiC异质结达林顿晶体管设计为SiCGe/SiC异质结光电二极管与SiC达林顿晶体管单片集成,大大简化了器件制造工艺。2.完成了对改进型SiC光控器件结构参数的优化设计和器件特性的模拟仿真,证明了这种SiC光控器件具有明显的光控开关特性,并可通过合  (本文共131页) 本文目录 | 阅读全文>>

西安理工大学
西安理工大学

SiCGe/SiC异质结光电二极管的数值模拟与特性分析

为配合光控SiC功率开关器件的开发,利用MEDICI模拟和分析了SiCGe/SiC异质结光电二极管的光电特性。本文尽可能全面地搜集和整理了SiCGe和SiC的材料物理参数及其模型;介绍了在考虑晶格匹配等限制条件的前提下,借助理论计算确定对可见光和近红外光有一定吸收的SiCGe中Ge组分的方法;总结了在此基础上确定SiCGe/SiC异质结光电二极管结构参数和工艺参数的过程;并模拟和分析讨论了该新型异质结光电二极管的光电特性。模拟过程中发现,无论是p-SiCGe层中的少子寿命与迁移率,还是n-6H-SiC层中的少子寿命,其值的选取对光电二极管响应度的模拟结果影响不大,而掺杂浓度因为相同偏压下的耗尽层宽度与其有关而对响应度有明显影响。由于n-6H-SiC层的工艺参数主要由Darlington晶体管的设计决定,模拟中只着重考虑p-SiCGe层厚度和掺杂浓度对光谱响应的影响。计算和模拟表明,在兼顾光谱响应的前提下,SiCGe三元合金在其G...  (本文共50页) 本文目录 | 阅读全文>>

《黑龙江科技信息》2012年05期
黑龙江科技信息

具有电荷补偿层的SiCGe/SiC光控晶体管的特性模拟

引言随着电子产品的广泛应用,电磁干扰对常规电子系统性能的影响和危害已不容忽视。采用光电隔离的方式是解决电磁干扰问题的有效途径。虽然硅基光控器件已经研制成功并应用多年,但受材料本身性能的限制,在高温、高频和大功率方面,其局限性日渐明显,随着SiC材料的发展,SiC功率器件的研究和开发已逐渐进入实用化阶段。然而SiC对大部分可见光及红外光不敏感,因此很难使用通用的光源实现对SiC器件的触发。目前实现光控SiC器件的常用方法就是采种窄禁带的材料和SiC做成异质结。美国的Katulka[1]等人在研究Ge离子注入4H-SiC形成SiCGe三元合金时,发现其禁带宽度比4H-SiC减少0.1eV,并首次报道了SiC/SiCGe/SiC结构的pnpHBT。因此,本文提出了一种具有电荷补偿层的SiCGe/SiC光控晶体管结构,并采用二维数值模拟软件,对其导通机理进行了分析讨论。1器件结构传统的光电器件中,入射光的一部分被器件的表面反射,一部分被...  (本文共1页) 阅读全文>>