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摘要
针对传统沟槽栅4H-SiC IGBT关断时间长且关断能量损耗高的问题,文中利用Silvaco TCAD设计并仿真了一种新型沟槽栅4H-SiC IGBT结构。通过在传统沟槽栅4H-SiC IGBT结构基础上进行改进,在N+缓冲层中引入两组高掺杂浓度P区和N区,提高了N+缓冲层施主浓度,折中了器件正向压降与关断能量损耗。在器件关断过程中,N+缓冲层中处于反向偏置状态的PN结对N-漂移区中电场分布起到优化作用,加速了N-漂移区中电子抽取,在缩短器件关断时间和降低关断能量损耗的同时提升了击穿电压。Silvaco TCAD仿真结果显示,新型沟槽栅4H-SiC IGBT击穿电压为16 kV,在15 kV的耐压设计指标下,关断能量损耗低至4.63 mJ,相比传统结构降低了40.41%。
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