Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS Русский Sign in Submit a paper
Journal of Radio Electronics Online scientific journal · eISSN 1684-1719
2017, № 6

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

P.A. Ivanov1, A.S. Potapov1, S.B. Rybalka2, A.A. Malakhanov2

1 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе, Russia
2 Брянский государственный технический университет, Russia
Full text (PDF) UDC 537.9 EDN ZFHYJT

Abstract

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.

  • silicon carbide
  • electron mobility
Аннотация (на русском)

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

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.

For citation

Ivanov P.A., Potapov A.S., Rybalka S.B., Malakhanov A.A. МОП-транзисторы со встроенным n-каналом на основе 4H-SiC: пространственная локализация свободных электронов под затвором // Journal of Radio Electronics. – 2017. – No. 6.

References

  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