分享到:

SiC材料与器件

介绍了碳化硅  (本文共6页) 阅读全文>>

西安电子科技大学
西安电子科技大学

新型碳化硅微波功率MESFET结构设计及性能分析

碳化硅(SiC)材料具有宽禁带、高电子饱和漂移速率、高临界击穿场强、高热导率等优良特性,在高频、高温、大功率、抗辐射等领域拥有极为广阔的应用前景。随着无线通信技术的飞速发展,对硬件系统高功率密度、快响应速度的需求日益迫切,基于SiC材料的肖特基栅场效应晶体管(MESFET)在微波射频领域具有Si、GaAs器件无法比拟的优势,适合航天、微波通信、电子对抗、大容量信息处理等应用。鉴于国内外SiC MESFET研究现状,本文从器件结构、数值仿真、可靠性、制备工艺等方面对SiC MESFET开展了系统的研究分析。主要的研究工作和成果如下:(1)从工作机理的角度分析了SiC微波功率MESFET的器件特性,整合了准确表征4H-SiC材料特性和MESFET器件工作机理的物理模型,并基于ISE-TCAD软件建立了合适的4H-SiC MESFET器件模型,对器件的直流、交流、击穿特性进行了模拟分析,并讨论了器件特性与关键结构参数的依赖关系,优化了...  (本文共126页) 本文目录 | 阅读全文>>

西安电子科技大学
西安电子科技大学

3C-SiC/Si异质外延生长与肖特基二极管伏安特性的研究

SiC具有独特的物理性质和电学性能,击穿电压高、电子饱和漂移速率高、电子迁移率高、热导率高、和化学稳定性好,可用于高温、高速、高频等极端条件。相对于同质外延来说,3C-SiC具有相对高的电子迁移率、高的饱和电子漂移速度和在Si上生长制作大面积器件的优势,而且SiC还具有与Si集成电路兼容的特点,所以,Si衬底上3C-SiC的异质外延引起了人们的广泛关注。生长高质量的3C-SiC外延层面临的主要问题是热膨胀系数和晶格适配导致的应力。同时,由于碳化法制备3C-SiC异质外延过程的复杂性,也阻碍了异质外延的机理研究的发展。在此背景下,本文研究的内容主要包括了异质外延碳化条件与生长条件的优化,外延层应力的消除机理,对生长所得高质量外延层材料的表征,异质外延机理,3C-SiC/Si器件的制备与性能分析等几个方面。主要研究成果如下:1研究了高质量3C-SiC/Si异质外延生长条件。通过改变碳化和生长条件对异质外延的工艺进行了优化,并用表面轮...  (本文共110页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江大学
浙江大学

高压SiC JFET器件的设计、制备与应用研究

作为宽禁带半导体的典型代表,碳化硅(SiC)被认为是功率半导体器件的理想材料。与硅(Si)基器件相比,SiC功率器件具有高击穿电压、高工作频率以及耐高温等特点,有望进一步扩展电力电子技术在电网、新能源发电、车辆牵引以及国防技术等多个领域的应用范围。特别是在中高电压领域(3300V-6500V),随着我国高铁事业的蓬勃发展和城市轨道交通的不断进步,高频SiC基器件和功率模块具有较大的性能优势和应用前景。然而,目前学术界和工业界对中高压领域SiC器件关注不足,对中高压SiC功率模块及相关应用的研究和报道有限。对此,基于SiC沟槽-注入栅结型场效应晶体管(TI-JFET)结构,本工作在结构设计、芯片制备及多芯片并联封装等多层面对中高压SiC功率器件展开了系统的研究,并最终实现了基于高压SiC功率模块的变换器样机制备和展示。本论文的主要工作及创新点包括:1、本文对SiC TI-JFET器件结构进行了系统性的建模和仿真工作,首次提出了导通...  (本文共139页) 本文目录 | 阅读全文>>

西安电子科技大学
西安电子科技大学

新型氮化物InAlN半导体异质结构与HEMT器件研究

GaN基高电子迁移率晶体管(HEMT)具有大的禁带宽度、高的临界击穿场强、高的电子饱和漂移速度、以及强的自发和压电极化效应产生的具有优越输运特性的二维电子气(2DEG)等出色的材料性能,非常适合应用于高温、高压、高频大功率电子器件,在过去二十年中得到了广泛而深入的研究并取得了重大进展。为了满足对器件性能日益增长的需求,人们在材料外延技术、新材料应用、器件结构设计和器件制备工艺等方面作了大量努力,以期使器件性能接近理论预测极限。其中,晶格匹配无应变InAlN/GaN异质结材料与HEMT器件成为目前宽禁带氮化物半导体和微电子领域的研究热点和前沿。和常规AlGaN/GaN异质结相比,InAlN/GaN异质结势垒层中不存在应变弛豫和逆压电效应,这减轻了势垒层内在应变产生的缺陷对2DEG迁移率和面密度的影响,提高了HEMT器件在高温和高压下长时间工作时的可靠性。同时,InAlN势垒层有更强的自发极化效应,即使没有压电极化效应,晶格匹配In...  (本文共158页) 本文目录 | 阅读全文>>

西安电子科技大学
西安电子科技大学

4H-SiC PiN二极管抗辐照特性研究

4H-SiC PiN二极管具有很高的反向击穿电压,得益于中间的低掺杂本征层,以及碳化硅材料的高临界击穿电场。较薄的本征层以及碳化硅的高饱和电子漂移速度也使4H-SiC PiN二极管拥有优于硅PiN器件的反向恢复特性。碳化硅的高临界位移能使4H-SiC PiN二极管在辐照环境下具有很强的生存能力。目前,有关4H-SiC PiN二极管的直流与瞬态特性的抗辐射能力的报道比较有限。本文在这方面做了一些工作,包括下列内容。建立了4H-SiC PiN二极管的数值模型。选择适用于4H型碳化硅的材料参数,采用器件模拟软件ISE-TCAD模拟了4H-SiC PiN二极管的直流伏安特性。器件在电流密度为100A/cm2时的开启电压为2.8V。器件在反向偏置达到1.4kV时出现击穿,证明了击穿由雪崩倍增导致。考察了4H-SiC PiN二极管的关断瞬态特性。室温下,由3V偏置转换到50伏的反向偏置的关断时间仅为69ns,反向时的峰值电流仅为8.45×1...  (本文共71页) 本文目录 | 阅读全文>>