《表1 具有阶梯变掺杂基区的Si C光控晶体管元胞结构参数Tab.1 Cellular structure parameters of Si C optically controlled transi

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《一种具有阶梯变掺杂基区的SiC光控晶体管》

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本文设计的Si C光控晶体管采用npn结构，其元胞结构剖面示意图与杂质浓度（ND）分布如图1所示。图1（a）和图1（b）中器件元胞宽度均为10μm，位于两个n发射区之间的基区光窗口宽度为6.0μm。其中图1（a）为具有阶梯变掺杂基区的Si C光控晶体管结构（新结构）示意图，相比于图1（b）所示的常规均匀掺杂基区Si C光控晶体管（常规结构），具有阶梯变掺杂基区的Si C光控晶体管基区下半部分的受主杂质浓度在纵向呈阶梯状台阶分布。器件杂质浓度的详细分布如图1（c）所示，图中y为纵向距离。为了保证器件的阻断性能，Si C光控晶体管的基区上半部分在厚度为1.0μm的范围内仍保持杂质均匀分布，下部分在厚度为1.0μm的区域采用变掺杂浓度分布，变掺杂区中各个浓度台阶宽0.1μm，同一器件中各个相邻浓度阶梯之间的浓度梯度相同。具有阶梯变掺杂基区的Si C光控晶体管元胞的各层材料均为4H-Si C，对应参数如表1所示，除基区掺杂分布不同外，其余各层与图1（b）所示元胞结构相同，表中d为厚度。由于杂质在Si C晶体中的扩散系数极小，传统的扩散掺杂技术不能应用于Si C器件工艺中，Si C晶体管的各区均需在外延过程进行原位掺杂。该种杂质浓度呈台阶状梯度分布的结构可以通过控制外延生长工艺过程中的杂质源流量实现。