β-SiC薄膜在SF6和SF6+O2中的等离子体刻蚀研究

以SF₆和SF₆+O₂为刻蚀气体,采用等离子体刻蚀工艺成功地对化学气相淀积工艺制备的β-SiC单晶薄膜进行了有效的刻蚀去除.实验指出当气体混合比约为40%时,刻蚀速率达到最大值.俄歇能谱分析表明,在SF₆和SF₆+O₂气体中被刻蚀后的样品没有形成富C表面的SiC层.研究结果为各种SiC器件的研制奠定了必要的实验基础. 关键词：     

1.55 μm短腔垂直腔面发射激光器的优化设计

设计了一种基于InP衬底的1.55μm短腔垂直腔面发射激光器(VCSEL),先从结构上对上下反射镜进行了优化设计,然后重点对谐振腔的腔长进行了优化,采用1λ短腔结构,用Matlab软件进行了仿真,结果表明:优化后的VCSEL器件的输出功率为2.22mW,饱和松弛响应频率fR,sat为34.5GHz,最大-3dB带宽为30.5GHz,与目前此波段的最大带宽(19GHz)相比,提高了约60%。     

具有部分超结的新型SiC SBD特性分析

提出了一种具有部分超结（super junction, SJ）结构的新型SiC肖特基二极管,命名为SiC Semi-SJ-SBD结构,通过将常规SBD耐压区分为常规耐压区和超结耐压区来减小导通电阻,改善正向特性.利用二维器件模拟软件MEDICI仿真分析,研究了不同超结深度和厚度时击穿电压(V_B)和比导通电阻(R_on-sp),与常规结构的SBD比较得出,半超结结构可以明显改善SiC肖特基二极管特性,并得到优化的设计方案,选择超结宽度2< 关键词： SiC肖特基二极管 super junction 导通电阻 击穿电压     

Characteristics and optimization of 4H-SiC MESFET with a novel p-type spacer layer incorporated with a field-plate structure based on improved trap models

A novel structure of 4H-SiC MESFETs is proposed that focuses on surface trap suppression.Characteristics of the device have been investigated based on physical models for material properties and improved trap models.By comparing with the performance of the well-utilized buried-gate incorporated with a field-plate （BG-FP） structure,it is shown that the proposed structure improves device properties in comprehensive aspects. A p-type spacer layer introduced in the channel layer suppresses the surface trap effect and reduces the gate-drain capacitance(C_gd) under a large drain voltage.A p-type spacer layer incorporated with a field-plate improves the electric field distribution on the gate edge while the spacer layer induces less C_gd than a conventional FP.For microwave applications,4H-SiC MESFET for the proposed structure has a larger gate-lag ratio in the saturation region due to better surface trap isolation from the conductive channel.For high power applications,the proposed structure is able to endure higher operating voltage as well.The maximum saturation current density of 460 mA/mm is yielded.Also,the gate-lag ratio under a drain voltage of 20 V is close to 90%.In addition,5%and 17.8%improvements in f_T and f_max are obtained compared with a BG-FP MESFET in AC simulation,respectively.Parameters and dimensions of the proposed structure are optimized to make the best of the device for microwave applications and to provide a reference for device design.     

4H-SiC BJT的Early电压分析

通过考虑缓变基区4H-SiC BJT电流增益及器件内4种载流子复合过程,计算了4H-SiC BJT的厄利(Early)电压,分析了Early电压及电流增益的温度特性.结果表明,其他参数不变时,Early电压VA随发射区掺杂浓度NE增大而增大,随集电区掺杂浓度Nc增大而减小,随基区宽度W增大而增大.SiC中杂质非完全离化会影响4H-SiC BJT的Early电压及电流增益的温度特性.     

4H-SiC MESFET直流I-V特性解析模型

提出了一种改进的4H-SiC MESFET非线性直流解析模型,基于栅下电荷的二维分布,对该模型进行了分析,采用多参数迁移率模型描述速场关系.在分析了电流速度饱和的基础上,考虑沟道长度调制效应对饱和区漏电流的影响,建立了基于物理的沟道长度调制效应模型,模拟结果符合高场下漏极的MC(蒙特卡罗)计算的结果.与以前的研究模型相比较,结果说明了该研究的有效性,饱和电流的结果与实测的Ⅰ-Ⅴ特性更加吻合.     

4H-SiC MESFET结构与直流特性研究

运用二维器件模拟器ISETCAD对4H-SiCMESFET不同结构的直流特性进行了模拟,重点考虑表面陷阱对直流特性的影响。与凹栅结构相比,埋栅结构的器件降低了表面陷阱对电流的影响,饱和漏电流提高了37%,而且阈值电压的绝对值增大、跨导升高,对提高4H-SiCMES-FET器件的输出功率起到一定的作用。     

改进型异质栅对深亚微米栅长碳化硅MESFET特性影响

基于器件物理分析方法,结合高场迁移率、肖特基栅势垒降低、势垒隧穿等物理模型, 分析了改进型异质栅结构对深亚微米栅长碳化硅肖特基栅场效应晶体管沟道电势、 夹断电压以及栅下电场分布的影响.通过与传统栅结构器件特性的对比表明, 异质栅结构在碳化硅肖特基栅场效应晶体管的沟道电势中引入了多阶梯分布,加强了近源端电场; 另一方面,相比于双栅器件,改进型异质栅器件沟道最大电势的位置远离源端, 因此载流子在沟道中加速更快,在一定程度上屏蔽了漏压引起的电势变化,更好抑制了短沟道效应. 此外,研究了不同结构参数的异质栅对短沟道器件特性的影响,获得了优化的设计方案, 减小了器件的亚阈值倾斜因子.为发挥碳化硅器件在大功率应用中的优势,设计了非对称异质栅结构, 改善了栅电极边缘的电场分布,提高了小栅长器件的耐压.     

外延生长6H-SiC/Si薄膜的微结构研究

采用 Si H4 -C3H8-H2 气体反应体系 ,通过 APCVD工艺在 Si(1 0 0 )衬底上进行 Si C薄膜生长时 ,严格控制缓冲层生长的工艺条件 ,即 1 3 0 0°C碳化温度较高的 C3H8饱和浓度 ,可以获得结晶质量良好的 6H-Si C单晶外延层。利用 SEM、X射线衍射能谱 (XRD)及光致发光谱 (PL)分析了薄膜微结构并讨论了其微观机制     

4H-SiC MESFET直流I-V特性解析模型

提出一种改进的4H-SiC MESFET非线性直流解析模型,该模型基于栅下电荷的二维分布进行分析,在分析电场相关迁移率、速度饱和的基础上,考虑沟道长度调制效应对饱和区漏电流的影响,建立基于物理的沟道长度调制效应模型,模拟结果与实测的I-V特性较为吻合。在器件设计初期,可以有效地预测器件的工作状态。