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随着对高温环境传感探测的需求日益旺盛,SiC双极型集成电路由于出色的耐高温性能,越来越受到人们的关注,作为其中的核心器件,低压SiC集成双极型晶体管具有重要的研究价值。为此,本文利用软件仿真的手段,开展npn型SiC集成双极型晶体管的结构设计与优化研究工作,研究各区域结构参数对晶体管直流和频率特性的影响机制,以及少子寿命、外界温度与外基区SiO2/SiC界面态对晶体管特性的影响。主要研究内容和结果如下:1.对npn型SiC集成双极型晶体管进行了研究与优化。采用半绝缘衬底上外延形成的n+/p/n-/n+器件结构进行仿真,研究了各区域结构参数对直流和频率特性的影响,优化了结构参数,得到室温下最大电流增益βmax为93.7,特征频率fT为2.2GHz。研究结果表明,基区厚度和掺杂浓度对晶体管的直流和频率特性影响最大;外基区长度主要通过影响外基区电子浓度梯度以及到达基极附近的电子浓度来改变基区复合电流,从而影响晶体管的电流增益;集电区掺杂浓度提高时,能够有效改善大电流密度下晶体管的电流增益。2.研究了少子寿命和外界温度对晶体管特性的影响。结果表明,当发射区和基区少子寿命分别大于20ns和60ns后,对电流增益的提升可以忽略;当发射结正向偏压较小时,少子寿命变化对特征频率的影响较小,而当发射结正偏电压较大时,少子寿命的提高会使特征频率显著降低;温度从27℃上升至500℃时,电流增益和特征频率都下降明显,且电流增益在较高集电极电流密度时的下降速度随着温度的升高而变缓;膝点电流IKF也随着温度的升高而降低。3.探究了外基区SiO2/SiC界面态对电流增益的影响。结果表明,外基区界面态密度的变化能显著影响晶体管的基区复合电流,从而影响电流增益,当外基区界面态密度低于1 ×1011cm-2eV-1时对晶体管电流增益的影响可以忽略;当外基区界面态密度较高时,采用缓变掺杂基区结构来提高晶体管电流增益,从而降低对钝化工艺的严苛要求。