新型SiC基high-k介质强电导增强型高压MOSFET新结构研究
结题报告
批准号:
61774119
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
张玉明
依托单位:
学科分类:
F0404.半导体电子器件与集成
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
张义门、何艳静、贾一凡、唐冠男、刘思成、李豪杰、马小凡
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中文摘要
本项目针对目前研制超高压SiC槽栅结构功率MOSFET过程中遇到的导通电阻较大、器件栅极可靠性差的问题,拟开展基于high-k介质增强技术的新型碳化硅高压MOSFET新结构设计和工艺实验研究,提出该新型MOS结构的优化设计方法,研究新型器件的性能提升机理,建立新结构的器件物理模型,并进行器件原型的研制,最终为研制该类碳化硅超高压相关器件提供理论基础。
英文摘要
The issues about higher on-resistance and poor reliability of the gate have definitely hindered the development of the high voltage SiC MOSFET. To overcome this problem, research on the novel high-k dielectric conductivity enhancement high-voltage SiC MOSFET will be performed in this proposal. The design method and the device structure optimum will be firstly studied in detail. And then, the physical mechanism and the model of the novel device will be present. The key process and device sample fabrication will be experimentally studied. These researches will be provide a theoretical basis for developing the SiC MOS related high voltage device.
随着电力电子的发展,碳化硅(SiC)材料由于其优越的物理化学性质受到广泛的关注。SiC MOSFET由于其驱动简单,开关速度快等优点而发展迅速。在本基金项目的资助下,重点开展了新型碳化硅基槽栅结构MOSFET的结构优化、MOS结构界面调控和性能等方面的研究。主要工作如下:提出一种新型集成SBD的SiC槽栅结构MOSFET,建立了新型结构的器件数值仿真模型,完成了该新型结的特性仿真和参数优化,同时对其中影响器件可靠性加固改进, 进行了高温特性研究。基于Hohenberg-Kohn-Sham理论及局域密度近似的基本原理, 完成碳化硅MOS界面无过渡层界面模型及含过渡层界面模型的构建,并对这些模型的带隙及态密度进行分析。提出了Al/SiO2/Ba IL/ SiC/Ni这一种新型的MOS高k堆垛栅结构 优化该器件的工艺流程,进行了新结构器件样品的试制。研究结果表明引入O-Ba-O成键形式的界面获得的改善效果最为明显。项目执行期内总共发表 SCI 论文 8 篇,申请国家发明专利 5项, 培养博士研究生 2人,硕士研究生 4 人。通过本项目的研究,相关基础性的关键技术和理论对于碳化硅基功率MOSFET器件的发展具有重要学术和实际应用的意义。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1002/pssb.202000269
发表时间:2020
期刊:Physica Status Solidi (B) Basic Research
影响因子:--
作者:Bai Zhiqiang;Tang Xiaoyan;Zhang Yimeng;Jia Yifan;Jie Jiamin;Song Qingwen;Zhang Yuming
通讯作者:Zhang Yuming
DOI:10.1016/j.jcrysgro.2018.09.029
发表时间:2019-02
期刊:Journal of Crystal Growth
影响因子:1.8
作者:Jia Yifan;Lv Hongliang;Tang Xiaoyan;Han Chao;Song Qingwen;Zhang Yimen;Zhang Yuming;Dimitrijev Sima;Han Jisheng
通讯作者:Han Jisheng
Effects of 5 MeV Proton Irradiation on Nitrided SiO2/4H-SiC MOS Capacitors and the Related Mechanisms
5 MeV质子辐照对氮化SiO2/4H-SiC MOS电容器的影响及相关机制
DOI:10.3390/nano10071332
发表时间:2020
期刊:Nanomaterials
影响因子:5.3
作者:Li Dongxun;Zhang Yuming;Tang Xiaoyan;He Yanjing;Yuan Hao;Jia Yifan;Song Qingwen;Zhang Ming;Zhang Yimen
通讯作者:Zhang Yimen
A novel SiC trench MOSFET with integrated Schottky barrier diode for improved reverse recovery charge and switching loss
具有集成肖特基势垒二极管的新型 SiC 沟槽 MOSFET,可改善反向恢复电荷和开关损耗
DOI:10.1049/pel2.12169
发表时间:2021-08
期刊:IET Power Electronics
影响因子:2
作者:Liu Sicheng;Tang Xiaoyan;Song Qingwen;Wang Yuehu;Bai Ruijie;Zhang Yimen;Zhang Yuming
通讯作者:Zhang Yuming
Frequency-Improved 4H-SiC IGBT With Multizone Collector Design
采用多区集电极设计的频率改进型 4H-SiC IGBT
DOI:10.1109/ted.2019.2951021
发表时间:2020-01-01
期刊:IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES
影响因子:3.1
作者:Tang, Guannan;Tang, Xiaoyan;Zhang, Yuming
通讯作者:Zhang, Yuming
HfAlO/4H-SiC MOSFETs功率器件研究
  • 批准号:
    61176070
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    74.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    张玉明
  • 依托单位:
碳化硅金属-半导体双极型晶体管的研究
  • 批准号:
    60876061
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    40.0万元
  • 批准年份:
    2008
  • 负责人:
    张玉明
  • 依托单位:
自旋器件输运机理的研究
  • 批准号:
    90407014
  • 项目类别:
    重大研究计划
  • 资助金额:
    25.0万元
  • 批准年份:
    2004
  • 负责人:
    张玉明
  • 依托单位:
注钒(V)制备半绝缘碳化硅层的研究
  • 批准号:
    60376001
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    17.0万元
  • 批准年份:
    2003
  • 负责人:
    张玉明
  • 依托单位:
国内基金
海外基金