基于陷阱的4H-SiC MESFET頻散效應(yīng)研究.pdf

1、SiC材料具有寬禁帶、高臨界擊穿電場(chǎng)、高熱導(dǎo)率、高載流子飽和漂移速度等優(yōu)良特性，這些特性決定了它在高溫、大功率、高頻和抗輻照等方面有著廣泛的應(yīng)用前景。因而以4H—SiC材料制作的功率微波器件——金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管（MESFET）越來(lái)越受到人們的重視，目前其應(yīng)用主要集中于固態(tài)相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)、新一代移動(dòng)通訊基站、超高頻廣播電視發(fā)射系統(tǒng)等領(lǐng)域。本文著重圍繞4H—SiC MESFET中陷阱對(duì)直流和交流特性的影響，利用二維數(shù)值求解的方法通過器

2、件模擬軟件ISE TCAD對(duì)4H—SiC MESFET的頻散效應(yīng)進(jìn)行了模擬和分析。主要工作如下： 討論了4H—SiC MESFET中存在的兩類陷阱。認(rèn)為表面陷阱是由干法刻蝕工藝造成的，并且對(duì)柵源、柵漏間電阻，跨導(dǎo)，遷移率和夾斷電壓提出了一種簡(jiǎn)化的解析描述形式；體陷阱是由于溝道下的P型緩沖層造成的，提出了一種用緩沖層的結(jié)構(gòu)參數(shù)表征陷阱作用的方法，通過這些參數(shù)的變化來(lái)反映陷阱的狀態(tài)及輸出特性的影響。 利用文獻(xiàn)上已有的4H—S

3、iC材料參數(shù)，結(jié)合ISE給定的一些數(shù)值模型，建立了適用于4H—SiC MESFET直流模擬的結(jié)構(gòu)和物理模型，并用此模型對(duì)器件的直流特性進(jìn)行模擬。結(jié)果表明，陷阱使得飽和漏電流降低，輸出功率下降。 在正確的器件模型和直流模擬的基礎(chǔ)上，結(jié)合ISE軟件進(jìn)行交流小信號(hào)的仿真。認(rèn)為表面陷阱和體陷阱會(huì)對(duì)跨導(dǎo)和漏電導(dǎo)產(chǎn)生頻散效應(yīng)。而陷阱的不同能級(jí)、俘獲截面、濃度和環(huán)境溫度會(huì)對(duì)頻散效應(yīng)造成影響，即陷阱的俘獲截面越大，能級(jí)越低，溫度越高，漏電壓越大