论文部分内容阅读
近年来，SiC功率半导体器件因其具有极好的电特性和物理性质而成为半导体界争先研究的热点项目之一。论文对目前SiC的多型体中综合性能最好的4H-SiC材料的MESFET器件进行了研究。
论文分析了SiC材料的优点以及材料的基本性质，简要说明了SiC的关键工艺，阐述了MESFET器件的工作原理，并提出了减小表面态影响的MESFET器件结构。通过理论分析和ISE TCAD软件模拟验证，得到了一系列器件的输出特性、跨导和转移特性与器件的几何、物理参数的关系曲线，结果显示如下：
由于器件工艺不够成熟等原因，器件表面会存在表面态。与不考虑表面态的器件的模拟结果相比，考虑表面态的器件的输出漏电流因为受到表面陷阱电荷的影响而减小，跨导也会降低，阈值电压绝对值也会减小，模拟表明在导电沟道和表面之间加入的隔离层可以有效的减弱表面态的影响。对器件栅的结构特性的模拟结果显示了器件栅长的增加将导致饱和漏电流和跨导的下降。沟道浓度和沟道厚度的增加都会使器件漏电流增大，而跨导与沟道浓度和厚度的关系比较复杂。另外对器件击穿特性的模拟得到室温下4H-SiC MESFET的击穿电压超过120V，并得到器件击穿电压随着栅极电压绝对值的增大而降低。本文还对器件的温度特性进行了模拟分析，结果表明，室温以下，器件饱和漏电流会随着温度升高而增加，室温以上，漏电流和跨导都具有负的温度系数，而击穿电压与温度成正比关系。