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Double encastré porte tampon étagée 4H-SiC métal semi-conducteur champ effet tube
5/22/2024 2:16:57 PM
Technologie de fond:
Le carbure de silicium (sic) a reçu beaucoup d’attention en raison de ses excellentes propriétés électriques (par exemple, la largeur de l’interligne, la mobilité élevée des électrons saturés, et la conductivité thermique élevée). Il a été très utilisé dans des environnements à température extrêmement élevée, à puissance élevée et à rayonnement élevé. 4H-sicmesFETs basés sur 4h-sic (4H-sicmesFETs) occupent une position très importante dans les applications de haute puissance et sont devenus un hotspot de recherche ces dernières années. Cependant, dans l’art antérieur, on n’obtient qu’une faible augmentation de la densité du courant de drainage ou de la tension de rupture, et même la performance de l’autre doit être sacrifiée pour améliorer l’une des deux, car il existe une contrainte mutuelle entre la densité du courant et la tension de rupture, qui limite l’amélioration effective de la densité de puissance. L’art antérieur présente une structure de porte tampon étagée 4h-sicmesfet(sbg4h-sicmesfet), qui présente des caractéristiques de rupture exceptionnelles mais une densité de courant légèrement réduite. Par conséquent, les chercheurs doivent encore trouver des moyens potentiels de maximiser la tension de rupture et la densité du courant de drainage de saturation (de préférence les deux en même temps) pour répondre à la demande croissante de densité de puissance.
Eléments techniques de mise en œuvre:
En vue de déceler les défauts susmentionnés dans l’art antérieur, l’invention concerne un tube à effet de champ à semi-conducteur métallique à double cannelure et une méthode de modélisation et de simulation, qui peut améliorer simultanément la tension de rupture et la densité de courant de drain de saturation.
Le tube à double rainure à effet de champ à semi-conducteurs métalliques à double rainure comprend une couche de substrat semi-isolant à 4h-sic, une couche tampon de type p, une première rainure et une seconde rainure, et une couche de canal de type n;
La face supérieure de la couche de canal de type n est respectivement la couche du couvercle source et la couche du couvercle de drain. L’extrémité supérieure de la couche de recouvrement de source est munie d’une électrode de source, et l’extrémité supérieure de la couche de recouvrement de drain est munie d’une électrode de drain. Une grille est formée entre la couche du couvercle de source et la couche du couvercle de drain. Une couche de grille tampon échelonnée est disposée entre la porte et la surface supérieure de la couche de canal de type n. Une plaque de champ est formée par l’extension d’une certaine distance du drain à la voie, et une couche de passivation si3n4 est disposée entre le drain et la voie.
La première rainure et la deuxième sont disposées au-dessus de la couche tampon de type p, où la première rainure est située sous la porte et la seconde rainure est située sous la couche de couvercle de drain et la plaque de champ.
De préférence, la première et la deuxième rainure ont la même profondeur et la même longueur, 0,15μm et 1μm, respectivement.
De préférence, un petit poteau de table est disposé entre la première rainure et la deuxième rainure, et la longueur du petit poteau de table est de 0,2μm.
De préférence, l’épaisseur et la longueur de la source et du drain sont les mêmes, 0,2μm et 0,5μm respectivement; L’épaisseur et la longueur de la grille sont respectivement de 0,2μm et 0,7μm. L’espacement de la source de la porte, l’espacement du drain de la porte, l’espacement de la porte et de la plaque de champ sont respectivement de 0,5μm, 0,7μm et 0,3μm.
De préférence, l’épaisseur de la couche de canal de type n et de la couche tampon de type p sont de 0,25 μm et 0,5 μm, respectivement, et la concentration de dopage est de 3 lires 1017cm-3 et de 1,4 lires 1015cm-3, respectivement.
Le carbure de silicium (sic) a reçu beaucoup d’attention en raison de ses excellentes propriétés électriques (par exemple, la largeur de l’interligne, la mobilité élevée des électrons saturés, et la conductivité thermique élevée). Il a été très utilisé dans des environnements à température extrêmement élevée, à puissance élevée et à rayonnement élevé. 4H-sicmesFETs basés sur 4h-sic (4H-sicmesFETs) occupent une position très importante dans les applications de haute puissance et sont devenus un hotspot de recherche ces dernières années. Cependant, dans l’art antérieur, on n’obtient qu’une faible augmentation de la densité du courant de drainage ou de la tension de rupture, et même la performance de l’autre doit être sacrifiée pour améliorer l’une des deux, car il existe une contrainte mutuelle entre la densité du courant et la tension de rupture, qui limite l’amélioration effective de la densité de puissance. L’art antérieur présente une structure de porte tampon étagée 4h-sicmesfet(sbg4h-sicmesfet), qui présente des caractéristiques de rupture exceptionnelles mais une densité de courant légèrement réduite. Par conséquent, les chercheurs doivent encore trouver des moyens potentiels de maximiser la tension de rupture et la densité du courant de drainage de saturation (de préférence les deux en même temps) pour répondre à la demande croissante de densité de puissance.
Eléments techniques de mise en œuvre:
En vue de déceler les défauts susmentionnés dans l’art antérieur, l’invention concerne un tube à effet de champ à semi-conducteur métallique à double cannelure et une méthode de modélisation et de simulation, qui peut améliorer simultanément la tension de rupture et la densité de courant de drain de saturation.
Le tube à double rainure à effet de champ à semi-conducteurs métalliques à double rainure comprend une couche de substrat semi-isolant à 4h-sic, une couche tampon de type p, une première rainure et une seconde rainure, et une couche de canal de type n;
La face supérieure de la couche de canal de type n est respectivement la couche du couvercle source et la couche du couvercle de drain. L’extrémité supérieure de la couche de recouvrement de source est munie d’une électrode de source, et l’extrémité supérieure de la couche de recouvrement de drain est munie d’une électrode de drain. Une grille est formée entre la couche du couvercle de source et la couche du couvercle de drain. Une couche de grille tampon échelonnée est disposée entre la porte et la surface supérieure de la couche de canal de type n. Une plaque de champ est formée par l’extension d’une certaine distance du drain à la voie, et une couche de passivation si3n4 est disposée entre le drain et la voie.
La première rainure et la deuxième sont disposées au-dessus de la couche tampon de type p, où la première rainure est située sous la porte et la seconde rainure est située sous la couche de couvercle de drain et la plaque de champ.
De préférence, la première et la deuxième rainure ont la même profondeur et la même longueur, 0,15μm et 1μm, respectivement.
De préférence, un petit poteau de table est disposé entre la première rainure et la deuxième rainure, et la longueur du petit poteau de table est de 0,2μm.
De préférence, l’épaisseur et la longueur de la source et du drain sont les mêmes, 0,2μm et 0,5μm respectivement; L’épaisseur et la longueur de la grille sont respectivement de 0,2μm et 0,7μm. L’espacement de la source de la porte, l’espacement du drain de la porte, l’espacement de la porte et de la plaque de champ sont respectivement de 0,5μm, 0,7μm et 0,3μm.
De préférence, l’épaisseur de la couche de canal de type n et de la couche tampon de type p sont de 0,25 μm et 0,5 μm, respectivement, et la concentration de dopage est de 3 lires 1017cm-3 et de 1,4 lires 1015cm-3, respectivement.
2024-05-22
