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橫向高電壓4H-SiC Double RESURF金氧半場效電晶體設計與製作
Thesis

橫向高電壓4H-SiC Double RESURF金氧半場效電晶體設計與製作

陳亭任
Masters, 國立清華大學, 電子工程研究所
2011

Abstract

4H-SiC 高電壓 場效電晶體 橫向功率元件 SiC High voltage MOSFET Lateral power device
本篇論文重點為在半絕緣基板上製作4H-SiC橫向高電壓double RESURF金氧半場效電晶體。在double RESURF結構下,空乏區可同時在漂移區外部及內部展開,這代表在漂移區內的摻雜劑量可提高到single RESURF結構的兩倍而不至於降低崩潰電壓,因此導通電阻可大幅地降低。而將元件製作在高純度半絕緣基板上,一方面可防止基板協助空乏效應的發生,使電荷平衡變得容易控制;另一方面,垂直方向的崩潰電壓將不再受到磊晶層厚度的限制。 然而,在本次實驗中,過高的漂移區濃度使漂移區無法在閘極氧化層崩潰前被完全空乏,使元件提前崩潰在汲極電壓約100伏特左右。在正向導通特性方面,因採用較高濃度的磊晶層,導致元件擁有較高的臨界電壓與通道電阻。量測到最佳導通電阻為162 mΩ-cm2,發生在通道長度3 μm 、漂移區長度20 μm的元件上,在閘極氧化層電場限制在3 MV/cm。

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