ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН English Войти Подать статью
Журнал радиоэлектроники Электронный научный журнал · eISSN 1684-1719
2017, № 6

МОП-транзисторы со встроенным n-каналом на основе 4H-SiC: пространственная локализация свободных электронов под затвором

П.А. Иванов1, А.С. Потапов1, С.Б. Рыбалка2, А.А. Малаханов2

1 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе, Россия
2 Брянский государственный технический университет, Россия
Полный текст (PDF) УДК 537.9 EDN ZFHYJT

Аннотация

Теоретически рассматривается вопрос о пространственной локализации свободных электронов под затвором нормально закрытых 4H-SiC МОП-транзисторов со встроенным n -каналом. Сравниваются транзисторы, в которых канальный n -слой исходно перекрыт областью пространственного заряда 1) p+-n -перехода и 2) МОП-затвора. Проведенный анализ показал, что более широкого пространственного распределения свободных электронов под затвором можно добиться во втором случае. Это должно давать таким транзисторам преимущество по эффективной подвижности электронов в проводящем канале.

  • МОП-транзисторы
  • p<sup>+</sup>-n-переход
  • MOS transistors
  • p<sup>+</sup>-n-junction
  • карбид кремния
  • подвижность электронов
Abstract (in English)

The spatial distributions of free electrons under the gate of normally closed 4H-SiC MOS transistors with accumulation-type n-channel (ACCUFETs) have been theoretically calculated. Two types of ACCUFETs are compared in which the n-channel is initially pinched-off by the depletion region of the p+-n -juction's or MOS-gate. It has been shown that the wider spatial distribution is realized in the second case. From the point of view of effective mobility of electrons, transistors of the second type has to be superior to the first one. In this case it is possible to expect that the effective mobility of electrons in the conductive channel will approach to mobility in the bulk. It must be admitted that the regulation of threshold voltage of such transistors is limited to possibility of the choice of metals with the necessary work functions. In addition, the charged traps in oxide and at the oxide-semiconductor interface maybe have a strong effect on threshold voltage of such transistors.

Для цитирования

Иванов П.А., Потапов А.С., Рыбалка С.Б., Малаханов А.А. МОП-транзисторы со встроенным n-каналом на основе 4H-SiC: пространственная локализация свободных электронов под затвором // Журнал радиоэлектроники. – 2017. – № 6.

Литература

  1. Baliga B.J. Fundamentals of Power Semiconductor Devices. N.Y., Springer Science. 2008. 1069 p.
  2. Bhatnagar M., Baliga B.J. IEEE Trans. Electr. Dev., 1993, Vol. 40, pp. 645-655.
  3. J.W. Palmour, J.A. Edmond, H.S. Kong, C.H. Carter, Jr., "6H-Silicon Carbide Power Devices for Aerospace Applications," Proc. 28th Intersociety Energy Conversion Engineering Conference, ‘IECEC'1993’, Washington, 1993, pp. 1249-1254.
  4. Shenoy J.N., Cooper J.A., Jr., Melloch M.R. IEEE Electr. Dev. Lett.,1997, Vol. 18, pp. 93-95.
  5. Okamoto D., Yano H., Hatayama T., Fuyuki T. Mater. Sci. Forum, 2012,Vols. 717-720, pp. 733-738.DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.717-720.733.
  6. Tan J., Cooper A., Melloch M. R. IEEE Electr. Dev. Lett., 1998, Vol. 19, pp. 487-489.
  7. Иванов П.А., Самсонова Т.П., Пантелеев В.Н., Поляков Д.Ю. Исследование глубоких ловушек на интерфейсе SiO2/6H-SiC методом неравновесного эффекта поля // ФТП. - 2001. - Т. 35, вып.4. - С. 482-488. (Ivanov P.A., Samsonova T.P., Panteleev V.N., Polyakov D.Yu. Semiconductors, 2001, Vol. 35, No. 4, pp. 468-473. DOI: 10.1134/1.1365197). URL: http://journals.ioffe.ru/articles/viewPDF/38508