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高压SiC JFET器件的设计、制备与应用研究

摘要第2-4页
ABSTRACT第4-5页
致谢第7-12页
第1章 绪论第12-29页
    1.1 碳化硅材料第13-16页
    1.2 单极型碳化硅功率器件发展第16-25页
        1.2.1 碳化硅肖特基二极管第17-19页
        1.2.2 碳化硅金属-氧化物-半导体场效应晶体管第19-22页
        1.2.3 碳化硅结型场效应晶体管第22-25页
    1.3 本工作选题的重要意义第25-27页
    1.4 本论文的主要内容第27-29页
第2章 碳化硅沟槽-注入栅结型场效应晶体管建模与外延层设计第29-46页
    2.1 SIC TI-JFET器件有源区元胞结构第29-31页
    2.2 SIC TI-JFET器件电流电压模型第31-38页
        2.2.1 器件沟道电压电流关系第31-33页
        2.2.2 恒定迁移率模型第33-34页
        2.2.3 电子漂移速度饱和模型第34-38页
        2.2.4 器件的漂移区电阻第38页
    2.3 SIC TI-JFET器件漂移区外延层参数设计第38-43页
        2.3.1 材料碰撞电离模型第39-40页
        2.3.2 SiC外延层参数与击穿电压第40-42页
        2.3.3 1200V和4500V等级SiC外延层参数的选择第42-43页
    2.4 SIC TI-JFET器件的多层外延结构第43-44页
    2.5 本章小结第44-46页
第3章 碳化硅沟槽-注入栅结型场效应晶体管结构仿真第46-74页
    3.1 SILVACO TCAD仿真软件介绍第46-47页
    3.2 碳化硅材料的仿真模型与参数第47-51页
        3.2.1 本征载流子浓度和带隙模型第47-48页
        3.2.2 迁移率模型第48-49页
        3.2.3 过剩载流子产生复合模型第49-50页
        3.2.4 碰撞电离系数第50-51页
    3.3 器件有源区元胞结构仿真第51-64页
        3.3.1 SiC TI-JFET器件关键参数定义和元胞设计流程第51-52页
        3.3.2 4500V等级SiC TI-JFET器件元胞参数设计第52-57页
        3.3.3 1200V等级SiC TI-JFET器件元胞参数设计第57-59页
        3.3.4 SiC TI-JFET器件导通和阻断间的门极电压摆幅第59-61页
        3.3.5 SiC TI-JFET器件设计中其他关键问题的讨论第61-64页
    3.4 器件终端结构仿真第64-73页
        3.4.1 终端结构的选择第64-66页
        3.4.2 6500V场限环终端结构仿真第66-71页
        3.4.3 工艺偏差对终端结构耐压的影响第71-73页
    3.5 本章小结第73-74页
第4章 碳化硅沟槽-注入栅结型场效应晶体管的工艺开发与器件制备及测试第74-102页
    4.1 SIC TI-JFET器件关键工艺开发第74-82页
        4.1.1 SiC沟槽刻蚀工艺第74-77页
        4.1.2 SiC离子注入退火工艺第77-81页
        4.1.3 沟槽表面平坦化和回刻第81-82页
    4.2 SiC TI-JFET器件工艺流程设计第82-88页
    4.3 1200V等级SIC TI-JFET器件制备与测试第88-96页
        4.3.1 门极-源极间二极管特性测试第88-89页
        4.3.2 门极-漏极间二极管特性测试第89-90页
        4.3.3 器件输出特性测试第90-92页
        4.3.4 器件转移特性测试第92-93页
        4.3.5 器件设计沟道宽度与实际宽度的偏差第93-94页
        4.3.6 器件阻断特性测试第94-96页
    4.4 4500V等级SiC TI-JFET器件制备与测试第96-100页
        4.4.1 门极-源极间二极管特性测试第96页
        4.4.2 门极-漏极间二极管特性测试第96-97页
        4.4.3 器件输出特性测试第97-100页
        4.4.4 器件阻断特性测试第100页
    4.5 本章小结第100-102页
第5章 高压碳化硅功率模块的制备与应用第102-124页
    5.1 单芯片封装测试结果第103-107页
        5.1.1 高压SiC JFET器件单芯片测试第103-105页
        5.1.2 高压SiC JBS器件单芯片测试第105-107页
    5.2 高压大容量SIC JFET模块的制备与测试第107-113页
        5.2.1 模块的封装结构与失效器件的剔除第107-111页
        5.2.2 高压大容量SiC JFET模块测试结果第111-113页
    5.3 高压全SiC模块的制备与电路应用第113-123页
        5.3.1 高压全碳化硅模块的制备第113-115页
        5.3.2 SiC JFET器件的驱动电路设计第115-117页
        5.3.3 模块双脉冲测试结果第117-118页
        5.3.4 基于全碳化硅模块的BOOST电路第118-123页
    5.4 本章小结第123-124页
第6章 总结与展望第124-128页
    6.1 本文总结第124-126页
    6.2 对未来工作的展望第126-128页
参考文献第128-138页
作者在学期间所取得的科研成果第138-139页
    发表和录用的文章第138-139页
    授权和受理的专利第139页

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