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 |