新型高效超高栅4H-SiC MESFET设计技术研究

发布时间：2020-12-15 00:29

　　随着半导体材料和器件制备工艺的不断发展和完善,4H-SiC MESFET展现出了更加优良的大功率、高频率、耐高温高压等特性,在微波功率器件应用领域中具有很大的潜力和竞争力。绿色发展理念的提出和推进,使设计出高效率的4H-SiC MESFET结构成为了一个新的研究方向和趋势。然而,目前提出的许多4H-SiC MESFET新结构,目标都是提高器件的直流特性和射频特性。因此,为了响应高效率器件的发展趋势,在保证4H-SiC MESFET具有较好的直流特性和射频特性基础上,还要追求器件结构的高效率特性。本文在ADS软件中建立了超高栅4H-SiC MESFET（UU-MESFET）结构模型,并且获得了一种改进后具有高效率的超高栅4H-SiC MESFET（IUU-MESFET）结构。利用建立的UU-MESFET结构模型仿真了器件的饱和漏电流、阈值电压、跨导以及击穿电压等性能参数对功率附加效率（PAE）的影响。根据仿真分析结果可以得知,提高UU-MESFET结构的饱和漏电流、阈值电压、跨导以及击穿电压有益于PAE的提高。基于这些仿真分析结果,利用ISE TCAD软件仿真优化UU-MESFET结构中... 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

常规4H-SiCMESFET器件结构剖面图

图1.2 SiC MESFET 器件的小信号等效电路07 年，Lee.Y.S[24]提出了一种采用宽禁带器件如 GaN HEMT 和 SiC 类功率放大器，该放大器被设计工作在 2.14GHz 的 WCDMA 频段LDMOS 的 E 类功率放大器进行比较，根据漏极偏置电压测量的 E出功率和 PAE 特性结果如图 1.3 所示。对于 E 类 GaNHEMT 功率

图1.2 SiC MESFET 器件的小信号等效电路e.Y.S[24]提出了一种采用宽禁带器件如 GaN HEMT 和 SiC大器，该放大器被设计工作在 2.14GHz 的 WCDMA 频段 E 类功率放大器进行比较，根据漏极偏置电压测量的 E PAE 特性结果如图 1.3 所示。对于 E 类 GaNHEMT 功率，PAE 峰值为 70％，功率增益为 13dB；对于 E 类 SiCM为 40.3dBm 时，PAE 峰值为 72.3％，功率增益为 10.3 d放大器，在 Pout为 39.8dBm 时，PAE 峰值为 62.5％，功用 SiC MESFET 的 E 类功率放大器获得最大 PAE 峰值。

【参考文献】：
期刊论文
[1]n沟道4H-SiC MESFET研究[J]. 陈刚.  固体电子学研究与进展. 2005(02)

博士论文
[1]4H-SiC MESFETs微波功率器件新结构与实验研究[D]. 邓小川.电子科技大学 2008

硕士论文
[1]高能效4H-SiC MESFET设计与仿真[D]. 马培苗.西安电子科技大学 2017
[2]具有多凹陷源/漏漂移区的4H-SiC MESFETs设计与仿真[D]. 裴晓延.西安电子科技大学 2014
[3]一种具有L型栅和部分p型隔离层的4H-SiC MESFET[D]. 张虎.西安电子科技大学 2012
[4]新型阶梯沟道4H-SiC MESFET设计与仿真[D]. 张连进.西安电子科技大学 2012
[5]新型结构的碳化硅MESFET设计与仿真研究[D]. 张睿.西安电子科技大学 2010
[6]4H-SiC MESFET参数模型和射频放大器的设计[D]. 曹全君.西安电子科技大学 2005



本文编号：2917295