中文摘要：

基于SiGeC/Si异质结构理论分析，建立SiGeC/Si功率二极管器件模型和工艺模型，并运用于器件模拟软件MEDICI和工艺模拟软件SUPREM-4中，为新器件和工艺设计提供可靠的模拟仿真手段；针对电力电子技术对功率二极管快速软恢复特性愈来愈高的要求，提出SiGeC/Si快速软恢复功率二极管器件的新结构，通过模拟分析SiGeC/Si异质结材料结构对器件各电参数的影响因素，尤其是通过Ge含量调节和C含量的补偿，寻找综合参数优化的器件结构与工艺参数，实现优异的存贮电荷Q、通态电压Vf和反向漏电流Ir 折衷，得到优良的快速软恢复特性；通过工艺模拟手段探索合适的掺碳工艺和器件工艺条件，制定出简单易行的SiGeC/Si异质结功率二极管工艺流程和实施方案。该研究将对利用SiGeC/Si异质结构制作高性能功率器件和功率集成电路开辟新的途径。

结论摘要：

基于C对SiGe合金的应变补偿作用，提出了SiGeC/Si快速软恢复功率二极管新器件，该器件不仅可以实现低通态压降下高电流密度的传输，具有快而软的的反向恢复特性，而且还大大减小了器件的反向漏电流提高了器件的热稳定性，降低了器件特性对材料临界厚度的依赖性，提高了器件设计的自由度。其次，对影响器件特性的关键物理参数模型进行修正，将其运用于MEDICI和ISE中，为新器件的设计提供可靠的模拟仿真手段。针对电力电子技术对功率二极管快恢复软恢复特性越来越高的要求，提出两种SiGeC/Si异质结功率二极管新结构。与常规结构SiGeC/Si异质结功率二极管相比，新结构器件的反向恢复特性大大改善，恢复时间明显缩短，软度因子显著提高，反向峰值电流也有不同程度的降低。尤其是n-区渐变掺杂理想欧姆接触二极管，与n-区常规掺杂理想欧姆接触二极管相比，其不仅具有快而软的反向恢复特性，而且反向阻断电压增加了将近一倍，正向通态压降也有所降低，很好的实现了功率二极管中Qs-Vf-Ir三者的良好折衷。制定出简单易行的SiGeC/Si快速软恢复功率二极管工艺流程并进行样品试制。