高性能 3.3KV 4H-SiC MOSFET 带有浮岛及异质结二极管

题目：High Performance 3.3KV 4H-SiC MOSFET with a Floating Island and Hetero Junction Diode

阅读日期：2023.6.24

受到的启发：

The gate-drain charge can be obtained through a plateau region of the gate charge. As the gate-drain charge (Q_GD) caused by the gate-drain parasitic capacitance increases, the switching time increases [24]. Therefore, the reduction of Q_GD plays an important role in reducing the switching time and loss.

研究了什么

本文研究了一种拟议的3.3 kV 4H-SiC MOSFET结构，该结构具有浮岛和内置异质结二极管（FIHJD-MOSFET），并使用TCAD模拟器对其进行了分析。该研究旨在通过电荷平衡改善器件的静态性能，并保护P+多晶硅区域免受高电场的影响。内置的异质结二极管还改善了反向恢复电荷和开关损耗。研究发现，与传统的扩散MOSFET（C-DMOSFET）相比，FIHJD-MOSFET的B-FOM提高了67.4％，反向恢复电荷和总开关损耗分别提高了72.7％和66.4％。

文章创新点

这篇文章的创新点是：

-提出一种带有浮岛和内置异质结二极管（FIHJD-MOSFET）的 3.3 kV 4H-SiC MOSFET 结构。 -使用 TCAD 模拟器分析建议的结构。
-通过电荷平衡和保护 P+ 多晶硅区域免受高电场的影响，改善器件的静态性能。
-通过内置异质结二极管改善反向恢复电荷和开关损耗。
-与传统的扩散 MOSFET (C-DMOSFET) 相比，B-FOM、反向恢复电荷和总开关损耗方面取得了显著改善。

研究方法

使用TCAD仿真器分析了拟议的具有浮岛和内置异质结二极管（FIHJD-MOSFET）的3.3 kV 4H-SiC MOSFET结构。通过仿真评估了该器件的静态性能、体二极管和动态特性。

得出的结论：

文章的结论是，拟议的带有浮岛和内置异质结二极管（FIHJD-MOSFET）的3.3 kV 4H-SiC MOSFET结构可能是构建3.3 kV功率模块系统的非常有吸引力的器件之一。与传统的扩散MOSFET（C-DMOSFET）相比，FIHJD-MOSFET显著改善了B-FOM、反向恢复电荷和总开关损耗，这要归功于漂移区域和浮岛的电荷平衡以及内置的异质结二极管。仿真结果表明，即使在高电压下，FIHJD-MOSFET 也能稳定运行，浮岛可有效保护器件的多晶硅区域免受高电场的影响。