苏芳文，毛鸿凯，隋金池，林 茂，张 飞

(杭州电子科技大学 电子信息学院，浙江 杭州 310018)

第三代半导体材料4H-SiC由于具有高临界击穿电场、高电子饱和漂移速度、优异的热导率和抗辐照能力等优点，已成为当今的研究热点[1-7]，被视作功率器件的理想材料。作为功率半导体器件的重要组成部分，4H-SiC绝缘栅双极晶体管(4H-SiC IGBT)也受到越来越多的关注。

4H-SiC具有10倍于传统Si材料的临界击穿电场，应此较为适合应用于15 kV以上的超高压领域，已有文献对相关研究团队的工作进行了说明[8-10]。另外，相关研究指出，N-漂移区厚度和掺杂浓度与IGBT击穿电压关系密切[11-13]；优化IGBT结构参数也并非唯一提高器件性能的方式，设计新型终端结构[14-15]及改良SiC制造工艺[16-17]同样能够起到提升器件性能的作用。

对于4H-SiC IGBT来说，其优异的电导调制效应使器件在正向导通时可获得较低的正向压降，这使得IGBT器件在超高压领域相比于其他功率器件更具有优势[18]。但与此同时，N-漂移区中过高的载流子密度也拖慢了4H-SiC IGBT关断时间。拖尾电流的存在使得4H-SiC IGBT关断损耗不容忽视，平衡正向导通特性与关断损耗成已为设计4H-SiC IGBT必须要考虑的问题。

为改善4H-SiC IGBT关断时间过长以及关断能量损耗过大的问题，本文提出一种新型4H-SiC沟槽栅绝缘栅双极晶体管(4H-SiC C-TIGBT)结构。与传统4H-SiC沟槽栅绝缘栅双极晶体管(4H-SiC C-TIGBT)相比，在N+缓冲层中引入相互垂直的P区与N区，所构成的PN结在4H-SiC N-TIGBT关断过程中处于反向偏置状态。本文利用其内部电场加快N-漂移区中载流子的抽取，提升器件关断速度并降低关断能量损耗。……