Sde搭建SiC非对称沟槽栅MOSFET

本推文对读者提出的，利用Sde完成碳化硅非对称沟槽栅结构的搭建，这里参考了部分论文尺寸和数据，完成了简单的器件结构Sde搭建。目的是帮助读者更快速建立SiC非对称沟槽栅结构，更快入门，同时可以利用同样的思路使用Sde复现论文内各式各样的器件的仿真结构。

PART 01

◆ 器件仿真结构搭建

在系列二第五章5.3中我们介绍了碳化硅双沟槽栅结构，双沟槽型结构除了栅槽外，还在源极同时刻槽，让源极金属深入器件内部。这样一来，源槽下方的P-well区可以直接通过P+区欧姆接触接地。由于P-well区做的比栅槽深，可以有效地将栅氧处的峰值电场转移至P-well/N-drift结处，提升了栅氧可靠性。非对称沟槽型结构牺牲了半边沟道，利用深P-well区将槽栅半包裹住，对于栅氧的保护效果更佳。此外，非对称沟槽型结构的沟道侧采用迁移率更大的晶面降低沟道电阻，并且整体元胞设计更为紧凑，同样拥有出色的正向性能。

图1 非对称沟槽MOSFET

想要利用Sde工具完成上图非对称沟槽碳化硅MOSFET的器件结构搭建，首先要进行各区域的绘制，由于各区域为矩形，绘制起来较为容易，只有为了追求高迁移率的4°角沟道的栅氧和多晶硅区域需要用到多边形命令，完成各区域的创建后需要对拐角处进行倒角处理。

图2 器件区域的创建与拐角倒角化处理

下面便是完成电极的定义、网格的定义、掺杂的定义。

  

图3 器件的电极定义、网格定义与掺杂定义

PART 02

◆ 结构优化与电学特性仿真

同时，可以使用系列二2.1中的命令，在均匀掺杂的边缘利用高斯线性过渡，实现内部是恒定均匀掺杂，边缘为线性掺杂的过渡。如下图是不使用高斯渐变分布和渐变因子为0.05、0.2时的边缘掺杂浓度渐变示意图。

  

图4 恒定掺杂区域边缘的杂质浓度线性过渡

放大器件关键位置——栅氧和沟道区域，可以看到沟道表面、栅氧内部，材料交界面均具有良好的网格定义，即关键的位置有足够的数据求解代表点。

图5 局部网格分布

下面对该非对称沟道栅碳化硅MOSFET器件进行电学特性仿真，关于参数文件的设定、物理模型的选取，在系列二中已经进行了详细的介绍。

图6 非对称沟道栅碳化硅MOSFET转移特性仿真结果

图7 非对称沟道栅碳化硅MOSFET输出特性仿真结果

更多的仿真如击穿特性、开关特性、短路鲁棒性、雪崩耐量、反向恢复、栅电荷、栅电容弥勒电容、辐照等等仿真均在系列一二中有了详尽的介绍，这里不进行一一仿真介绍与展示。

更多的干货都在仿真入门参考资料里，此教程介绍的仿真方法十分广泛，命令都会逐行逐句进行解释，操作也十分保姆入门，选择一本没有废话，高效率的仿真学习参考资料，对于每一位想要学好仿真，想要节约仿真时间、缩小时间成本的同学来说，入手仿真资料都是一件不会后悔的事情。

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