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碳化硅(SiC)材料由于其禁带宽度宽、临界击穿电场高、热导率大、电子饱和漂移速度大等优异的材料特性,能够广泛运用于光伏逆变,汽车电子,电力传输等高功率密度领域。SiC沟槽栅(Trench)MOSFET比平面栅MOSFET具有更高的沟道密度和更低的导通电阻,被称为第二代SiC MOSFET器件。本文利用TCAD Silvaco仿真平台,仿真研究了带有N型CS(Current Spreading)Layer和P+屏蔽层的1200V SiC Trench MOSFET(TMOS)基本结构参数,包括器件的漂移区、Pbase区、N型CS Layer层的掺杂浓度和厚度,P+屏蔽层宽度,栅氧化层厚度和槽栅底部氧化层厚度等。在仿真研究基础上,采用4吋SiC外延片进行了流片实验,并对实验结果进行了测试分析。本文首先使用Atlas对SiC Trench MOSFET的静态(包括击穿电压,正向电流密度、阈值电压以及器件击穿时候栅氧化层最大电场)和动态特性(开关时间和开关能量损耗)进行了仿真研究,优化了器件的漂移区、Pbase区、N型CS Layer层的掺杂浓度和厚度,P+屏蔽层宽度,栅氧化层厚度和槽栅底部氧化层厚度等结构参数。在漂移区掺杂浓度和厚度分别为4×1015cm-3、12μm;Pbase掺杂浓度和厚度分别为2×1017cm-3、0.6μm;N型CS Layer层掺杂浓度和厚度分别为1×1017cm-3、0.2μm;栅底部氧化层厚度为0.2μm的条件下,得到Trench MOSFET击穿电压为1740V;器件击穿时栅氧化层最大电场为2.96MV/cm;在保证了栅氧化层的可靠性的前提下,使得开关时间最小,开关损耗最低。其次对流片实验的两组TMOS对比结构(栅槽底部有P+屏蔽层注入结构和无P+屏蔽层注入结构)的反向击穿特性进行了测试和分析。栅槽底部有无P+屏蔽层注入结构的TMOS的反向击穿电压分别为1620V和820V。这是由于无P+屏蔽层注入结构Pbase区发生了穿通,导致击穿电压远远小于有P+屏蔽层注入的TMOS结构。最后对TMOS器件栅槽形貌进行了SEM分析。本次实验刻蚀形成的栅槽底部无微沟槽,同时在沟槽底部拐角处形成有弧度的过渡,减弱了拐角处的电场集中效应,有利于提高SiC TMOS的可靠性。本文通过对1200V SiC TMOS的仿真研究以及流片实验,为后期SiC TMOS的设计、流片及实验提供了参考和前期技术支撑。