一种SiC功率MOSFET器件结构的优化设计方法技术

本发明专利技术涉及一种SiC功率MOSFET器件结构的优化设计方法，包括：构建SiC功率MOSFET导通电阻的模型；基于理论分析，分别获得击穿电压与特征参数之间关系、导通电阻与特征参数之间关系的模型与公式；根据工艺限制、栅极氧化物临界击穿场强，校准得到的关系模型与公式；通过多目标优化粒子群算法，对击穿电压和导通电阻进行优化；针对特定的需求，筛选获得的对应特征参数、击穿电压和导通电阻；构建TCAD模型验证并校准获得的器件特征结构，以获得器件特征结构的最优结果；结合SiC功率MOSFET器件结构的最优结果和TCAD仿真获得的最优结果，确定出SiC功率MOSFET中最优的器件结构特征参数。与现有技术相比，本发明专利技术能够扩大应用范围、降低设计成本和设计时间，同时提高设计准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及sic功率器件结构设计，尤其是涉及一种sic功率mosfet器件结构的优化设计方法。

技术介绍

1、与si基器件相比，sic基mosfet可以实现更高耐压、更低导通电阻、更小损耗，从而给牵引变流系统和电力传输系统的研发设计带来更多便利。此外，sic芯片具有更低的输出电容和栅电荷，这使得器件具有高开关速度、低开关损耗、高开关频率的优点。因此，sic功率mosfet器件在汽车电机控制器、车载充电器、dc-dc转换器和光伏逆变器中均具有广泛的应用。

2、为了在各种应用中满足不同的电气特性和限制，mosfet需要尽可能同时实现高击穿电压和低导通电阻。目前通常是在制造之前进行经验分析、数值计算和模拟后再通过tcad模拟优化器件结构，以确定出影响器件电性能的几何参数、掺杂浓度和其他特性参数，这种方式需要对大量输出参数进行评估和计算，且针对不同应用条件需要提出不同的设计方式，导致实际应用中存在设计效率低、设计成本高且难以保证准确性的问题。

技术实现思路

1、本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种SiC功率MOSFET器件结构的优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种SiC功率MOSFET器件结构的优化设计方法，其特征在于，所述步骤S1中器件结构为平面型垂直双扩散N沟道SiC功率MOSFET，包括电极、栅极氧化物和外延层，其中，电极包括源极、漏极和栅极，电极使用金属铝，在沉积后刻蚀制成；栅极氧化物使用干法在1300摄氏度时氧化制成，材料是二氧化硅；外延层包括P base区，漂移区，源区、JFET区。

3.根据权利要求1所述的一种SiC功率MOSFET器件结构的优化设计方法，其特征在于，所述步骤S1中各个特征参数包括几何...

【技术特征摘要】

1.一种sic功率mosfet器件结构的优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种sic功率mosfet器件结构的优化设计方法，其特征在于，所述步骤s1中器件结构为平面型垂直双扩散n沟道sic功率mosfet，包括电极、栅极氧化物和外延层，其中，电极包括源极、漏极和栅极，电极使用金属铝，在沉积后刻蚀制成；栅极氧化物使用干法在1300摄氏度时氧化制成，材料是二氧化硅；外延层包括p base区，漂移区，源区、jfet区。

3.根据权利要求1所述的一种sic功率mosfet器件结构的优化设计方法，其特征在于，所述步骤s1中各个特征参数包括几何特征参数和掺杂浓度，所述几何特征参数包括栅氧厚度、导电沟道长度、元胞宽度、漂移区厚度、jfet区宽度、jfet区长度，所述掺杂浓度包括漂移区掺杂浓度和jfet区掺杂浓度。

4.根据权利要求3所述的一种sic功率mosfet器件结构的优化设计方法，其特征在于，所述步骤s2具体包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊嘉杰，罗润鼎，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：