提升反向恢复性能的超结4H-SiC沟槽MOSFET结构

徐彬艺; 梁伟; 沈重

doi:10.15886/j.cnki.hndk.2024103101

海南大学学报（自然科学版中英文） ›› 2025, Vol. 43 ›› Issue (05) : 576 -586. DOI: 10.15886/j.cnki.hndk.2024103101

提升反向恢复性能的超结4H-SiC沟槽MOSFET结构

徐彬艺, 梁伟, 沈重

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摘要

针对4H-SiC沟槽MOSFET在高压、高频应用中因传统沟槽MOSFET结构（CT-UMOS）pn结面积增大而影响反向恢复性能的问题，提出了一种新型超结4H-SiC沟槽MOSFET结构（NSJ-UMOS）。该结构在源极下方引入NSJ超结，通过高浓度n+、低浓度n₁+及p₁+区组成的SSJ结构优化体内和栅氧化层间的电场分布。通过TCAD仿真测试，验证了NSJ-UMOS在性能上的显著提升。仿真结果表明，NSJ-UMOS的反向恢复时间从1.01μs缩短至0.02μs，击穿电压提升至4 030 V，栅漏电容从33.6 pF减少至0.402 pF，比导通电阻从54.49 mΩ·cm²降至8.26 mΩ·cm²，开关功耗降低幅度高达39.51%。以上改进大幅提升了器件的正向导通性能、反向恢复性能及第三象限表现，使其在高压、高可靠性和高频应用中更具优势。