硅基BJT结终端的优化研究开题报告

 2023-09-13 00:57:32

1. 研究目的与意义

本课题的现状及发展趋势:

4H-Si禁带宽度大、临界击穿电场、热导率大、电子饱和漂移速度快的特点,使其具备宽带隙、耐高压、导热快、导通特性好的优点。这些优点使得SiC材料特别适合于制造大功率半导体器件,这就必然进一步推动电子技术的发展与应用,产生更大的节能减排效益,尤其是在高性能和高可靠方面,将得到突破性提升。

在实际制作的器件中,器件实际获得的耐压远小于设计时的理论电压值,这主要的原因是因为在PN结边缘处存在的曲率造成了曲率效应。为解决这一问题,结终端技术(或者边缘技术)的出现能够有效缓解局部电场集中效应,也就能够有效解决这一办法。从它们的作用机制来看,结终端技术可分为两类,一类是平面结终端技术,另一类则是采用腐蚀或者刻蚀等方法。

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2. 研究内容和问题

基本内容:

通过SilvacoTCAD软件完成设计仿真场板结终端设计4H-SiC肖特基势垒二极管(SBD)的器件结构并从工艺路线改变其场板长度、绝缘层厚度、衬底掺杂浓度、场板结构形状等参数进行优化仿真器件的输入输出特性,比导通电阻、内部电场分布以及击穿电压的变化,通过研究碳化硅整流器件的电学参数特性实现对碳化硅功率整流器电学性能的优化。

预计解决的难题:采用Silvaco软件设计器件结构,并从工艺路线改变结构参数。

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3. 设计方案和技术路线

研究方法在掌握碳化硅整流器件结构特性的基础上,采用Silvaco TCAD软件在终端仿真场板结构。通过工艺参数的优化进一步改善碳化硅整流器件的电学特性,分析特性参数的影响。

技术路线

(1)查阅资料了解碳化硅整流器件的结构和性能。

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4. 研究的条件和基础

(1)掌握固体物理或半导体物理基础知识。

(2)熟悉软件Silvaco TCAD,熟练运用Deckbuild、Athena、Atlas以及Tonyplot仿真器件。

(3)具备一定的中英文文献的查阅和阅读能力。

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