陆秋俊，王中健

（1.无锡职业技术学院，江苏无锡214121；2.中国科学院上海微系统与信息技术研究所，上海200050）

4H-SiC基超结器件各向异性的TCAD建模分析*

陆秋俊1*，王中健2

（1.无锡职业技术学院，江苏无锡214121；2.中国科学院上海微系统与信息技术研究所，上海200050）

基于文献报道的4H-SiC材料的各向异性物理特性，首次提出4H-SiC基超结器件的各向异性物理模型，并对不同晶向的碰撞电离分别进行考虑。基于该模型，我们对（0001）和（112-0）两种晶向晶圆的4H-SiC超结器件的电学特性进行了研究。与（11-20）晶圆相比，（0001）晶圆的碰撞电离系数较小，可以实现更高的击穿电压VB。由于碰撞电离各向异性，与传统4H-SiC基器件相比，超结器件的二维电场分布可以将（11-20）晶圆器件的击穿电压VB从（0001）晶圆器件的60%提高到72%。

功率器件；超结；4H-SiC；各向异性碰撞电离系数；击穿电压（VB）.

当前硅基功率器件的设计已经达到了硅材料的极限［1］。与硅相比，在功率器件领域SiC材料具有更优秀的电学特性［2-3］，其临界击穿电场比硅高10倍，热导率比硅高3倍，载流子的饱和迁移速率比硅高2倍［4］。由于这些特性，SiC材料是未来高功率MOSFETs的发展方向及选择之一［5］。在SiC的多型体中［6］，其中一些结构如3C-SiC，4H-SiC，6HSiC已经开始在电子器件领域商用。表1对这3种SiC多型体的特性进行了比较。其中，4H-SiC具有更大的禁带宽度，更高的电子/空穴迁移率比（μn/ μp），以及较低的电场各向异性，因此得到更广泛的应用。

本文利用TCAD软件分析并设计了基于4H-SiC材料的超结垂直双扩散 MOSFET（VDMOS）。由于4H-SiC材料为六方晶格结构，不同晶向下的物理特性也不相同。……