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一种低功耗4H-SiC IGBT的仿真研究 被引量：4
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作者 苏芳文 毛鸿凯 +2 位作者 隋金池 林茂 张飞 《电子科技》 2021年第1期31-35,59,共6页
针对传统沟槽栅4H-SiC IGBT关断时间长且关断能量损耗高的问题,文中利用Silvaco TCAD设计并仿真了一种新型沟槽栅4H-SiC IGBT结构。通过在传统沟槽栅4H-SiC IGBT结构基础上进行改进,在N+缓冲层中引入两组高掺杂浓度P区和N区,提高了N+缓... 针对传统沟槽栅4H-SiC IGBT关断时间长且关断能量损耗高的问题,文中利用Silvaco TCAD设计并仿真了一种新型沟槽栅4H-SiC IGBT结构。通过在传统沟槽栅4H-SiC IGBT结构基础上进行改进,在N+缓冲层中引入两组高掺杂浓度P区和N区,提高了N+缓冲层施主浓度,折中了器件正向压降与关断能量损耗。在器件关断过程中,N+缓冲层中处于反向偏置状态的PN结对N-漂移区中电场分布起到优化作用,加速了N-漂移区中电子抽取,在缩短器件关断时间和降低关断能量损耗的同时提升了击穿电压。Silvaco TCAD仿真结果显示,新型沟槽栅4H-SiC IGBT击穿电压为16 kV,在15 kV的耐压设计指标下,关断能量损耗低至4.63 mJ,相比传统结构降低了40.41%。 展开更多
关键词 4H-SIC IGBT 击穿电压 关断能量损耗 正向压降 Silvaco TCAD
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一种具有低寿命区的阳极短路4H-SiC IGBT仿真研究
2
作者 毛鸿凯 苏芳文 +2 位作者 林茂 张飞 隋金池 《电子科技》 2021年第1期60-64,共5页
传统沟槽型4H-SiC IGBT中关断损耗较大,导通压降和关断损耗难以折中。针对此问题,文中提出了发射极区域含有低寿命区,同时集电区引入阶梯型集电极的LS-IGBT结构来降低器件的关断损耗。通过同时控制集电区注入的空穴载流子数量和P基区载... 传统沟槽型4H-SiC IGBT中关断损耗较大,导通压降和关断损耗难以折中。针对此问题,文中提出了发射极区域含有低寿命区,同时集电区引入阶梯型集电极的LS-IGBT结构来降低器件的关断损耗。通过同时控制集电区注入的空穴载流子数量和P基区载流子的寿命,在基本维持器件击穿电压的前提下降低器件的关断损耗。使用Silvaco Atlas器件仿真工具对改进结构进行特性仿真分析,并与传统结构进行对比。仿真结果显示,在击穿电压一致的前提下,新结构的关断损耗提升了84.5%,同时器件的导通压降降低了8.3%,证明了设计思想的正确性。 展开更多
关键词 击穿电压 关断损耗 4H-SIC IGBT 通态压降 Silvaco Atlas
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一种具有N埋层的AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管
3
作者 张飞 林茂 +2 位作者 毛鸿凯 苏芳文 隋金池 《电子科技》 2021年第5期61-65,共5页
为了进一步提高GaN HEMT器件的击穿电压,并保持低的导通电阻,文中提出了一种具有N型GaN埋层的AlGaN/GaN HEMT。该埋层通过调整器件的电场分布,降低了高场区的电场峰值,从而降低器件关断时的泄漏电流。该埋层使得栅漏之间的横向沟道电场... 为了进一步提高GaN HEMT器件的击穿电压,并保持低的导通电阻,文中提出了一种具有N型GaN埋层的AlGaN/GaN HEMT。该埋层通过调整器件的电场分布,降低了高场区的电场峰值,从而降低器件关断时的泄漏电流。该埋层使得栅漏之间的横向沟道电场分布更加均匀,提高了器件的击穿电压。通过Sentaurus TCAD仿真发现,N型GaN埋层可以明显改善器件的击穿电压。相比于传统结构530 V的击穿电压,新结构的击穿电压达到了892 V,提高了68%。此外,N型GaN埋层没有影响到器件的导通特性,使得器件保留了低的特征导通电阻。以上结果说明,该结构在功率器件领域具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 GaN HEMT 击穿电压 导通电阻 N埋层 电场调制 TCAD仿真 BFOM 2DEG
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