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SiC IGBT作为一种MOS、双极复合型器件,兼具两者的优势,是一种理想的开关器件,然而一直以来制约SiC IGBT发展的一个重要的因素是沟道载流子迁移率较低,而导致材料本身的优异性能不能充分的发挥;4H-SiC埋沟IGBT(通过向SiC/SiO2界面的沟道处引入一个 N型掺杂层)可以减小界面态及表面粗糙对沟道载流子的散射作用,从而达到提高沟道载流子迁移率的目的。本文的主要研究内容有: (1)迁移率:研究了SiC埋沟IGBT的基本结构模型及其参数,建立合适的载流子迁移率模型,使用器件仿真软件SILVACO TCAD研究了其在不同数目的界面固定电荷及不同程度的表面粗糙情况下的沟道载流子迁移率的变化情况,模拟结果表明: (a)温度为300K,SiC/SiO2界面的固定电荷qf为1×1010 cm-2,当表征界面粗糙度的参数DELN.CVT由1×1012 cm2/(V.s)提高到9×1012 cm2/(V.s)时,沟道电子迁移率的峰值由200.5 cm2/(V.s)变为204.2 cm2/(V.s)。这说明在埋沟结构中,SiC/SiO2界面粗糙度对器件的沟道载流子的散射作用得到了抑制。 (b)温度为300K,SiC/SiO2界面的固定电荷qf由0(理想情况)增至9×1010 cm-2时,沟道电子迁移率的峰值由206.6 cm2/(V.s)下降为202.5 cm2/(V.s),由此可以看出,在埋沟结构中,界面处的固定电荷对沟道载流子迁移率的散射作用非常小。 (c)温度为300K,界面固定电荷qf为1×1010 cm-2,DELN.CVT为8.57×1012 cm2/(V.s)时,SiC埋沟IGBT的沟道电子迁移率的峰值为204.2 cm2/(V.s),传统的表面沟道为63.8 cm2/(V.s),前者约为后者的3倍,这说明埋沟结构可以大大减小SiC/SiO2界面态及表面粗糙对沟道载流子迁移率的影响。 (2)击穿特性:SiC埋沟IGBT沟道的极限深度为0.21um;栅压的减小,温度的升高,埋沟区掺杂浓度及深度、栅氧化层厚度的增加,器件的击穿电压都会升高。 (3)闩锁效应:由N型埋沟区引入的PNPN四层晶闸管结构对器件的闩锁无影响。