| 【中文题名】 | 两种SiGe/Si快速开关功率二极管新结构的模拟与理论分析 |
| 【英文题名】 | The Simulation and Analysis of Two Kinds of Novel Structure of SiGe/Si Fast Switching Power Diode |
| 【学科专业】 | 微电子学与固体电子学 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2003-6-18 |
| 【中关键词】 | 二极管,SiGeSi异质结,MEDICI,反向恢复,通态压降, |
| 【英关键词】 | diode,SiGe/Si hetero-junction,MEDICI,reverse recovery,forward voltage, |
| 【分类导航】 | 工业技术>无线电电子学、电信技术>半导体技术>一般性问题>半导体二极管> |
| 【论文摘要】 |
SiGe二极管(p~+(SiGe)-n~--n~+)作为SiGe／Si异质结材料系统研究的一个分支，由于具有显著改善原有Si PiN二极管性能并且较好兼容于Si工艺的特点，因而越来越引起广泛的关注和研究。Si PiN二极管由于其材料特性的局限性，使开关功耗随开关频率的提高而增大，通常采用寿命控制技术(如掺金、铂和辐照等)降低少数载流子寿命从而降低开关功耗。但少子寿命控制技术在减少存贮电贺Q_s的同时，也增大了正向通态压降V_f，和反向漏电流I_r，因此很难实现Qs-V_f-I_r三者良好的折衷关系。SiGe材料和SiGe／Si异质结技术的引入改变了这一现状。
本文在对SiGe／Si异质结快速开关功率二极管的研究基础上，提出了两种SiGe／Si快速开关功率二极管的新结构：ⅰ基区渐变掺杂型SiGe异质结开关功率二极管和台面结构SiGe异质结开关功率二极管。在利用MEDICI对它们的反向恢复、Ⅰ-Ⅴ特性和温度特性等进行模拟后及分析后，又给出ⅰ基区渐变掺杂厚度、方式以及台面模型等参数的优化设计过程。研究结果表明，在采用ⅰ基区渐变掺杂和台面结构后的p~+(SiGe)-n~--n~+异质结中，我们得... |
| 【论文题纲】 |
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1 绪论 |
8-17 |
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1．1 SiGe材料的基本物理特性 |
9-12 |
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1．2 现有在研究的SiGe器件 |
12-15 |
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1．3 本文的研究对象和内容 |
15-17 |
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2 理论分析 |
17-29 |
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2．1 异质结电流输运理论 |
17-23 |
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2．2 p~+（SiGe）-n~--n~+开关功率二极管结构及工作原理 |
23-25 |
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2．3 PiN二极管的反向恢复 |
25-27 |
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2．4 PiN二极管的正向压降 |
27-29 |
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3 模型选取及模型参数的设定 |
29-41 |
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3．1 能带结构模型 |
29-30 |
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3．2 介电常数修正模型 |
30 |
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3．3 应变SiGe合金的态密度模型 |
30-32 |
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3．4 本征载流子浓度及禁带窄化模型 |
32-34 |
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3．5 迁移率模型 |
34-37 |
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3．6 少子寿命模型 |
37-41 |
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4 模拟结果与分析 |
41-58 |
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4．1 ⅰ基区渐变掺杂结构二极管特性 |
41-48 |
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4．2 台面结构二极管特性 |
48-53 |
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4．3 温度对SiGe开关功率二极管反向恢复特性的影响 |
53-58 |
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5 器件参数优化设计 |
58-66 |
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5．1 ⅰ基区渐变掺杂的优化设计 |
58-61 |
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5．2 台面结构的优化设计 |
61-66 |
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6 新型结构的实现可能性与展望 |
66-71 |
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6．1 新型结构的实现可能性间接证明 |
66-68 |
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6．2 主要结论及展望 |
68-71 |
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致谢 |
71-72 |
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参考文献 |
72-76 |
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附录 |
76 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.343914 |
