高壓4H-SiC功率整流器的模擬與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、以碳化硅（SiC）為代表的第三代半導(dǎo)體材料，因其優(yōu)異的物理特性，使其能在高壓、高溫的環(huán)境下工作，極大地提高了現(xiàn)有能源的轉(zhuǎn)換效率，不僅在傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域，而且在太陽能、風(fēng)能、混合動力車輛等新能源領(lǐng)域也能發(fā)揮重要作用。
　　高壓碳化硅功率整流器由于具有優(yōu)異的直流特性和開關(guān)特性，特別適合在高壓功率電力電子領(lǐng)域使用。4H-SiC PiN功率整流器在獲得極高的的反向擊穿電壓的同時又能使反向泄漏電流抑制到最低。4H-SiC JBS功率整流器具有獨(dú)

2、特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使其能夠兼顧 PiN二極管高擊穿電壓和 SBD低導(dǎo)通電阻等優(yōu)點(diǎn)，是目前4H-SiC功率整流器中最為常見的器件之一。本文以半導(dǎo)體器件物理基本理論為基礎(chǔ)，利用業(yè)界主流的器件仿真軟件Silvaco-Atlas對4H-SiC PiN和4H-SiC JBS功率整流器進(jìn)行了研究。
　　首先根據(jù)理論分析和仿真驗(yàn)證，完成器件元胞參數(shù)的確定。以數(shù)值仿真工具為基礎(chǔ)，對兩種器件的正向特性、溫度特性以及瞬態(tài)特性進(jìn)行了理論分析和仿真研究。其次

3、對各種常規(guī)結(jié)終端技術(shù)，包括場板（Field Plate，F(xiàn)P）技術(shù)、場限環(huán)（Field Limiting Ring，F(xiàn)LR）技術(shù)以及多種結(jié)終端擴(kuò)展（Junction Termination Extension， JTE）技術(shù)進(jìn)行了仿真研究。其中對一種空間電荷調(diào)制JTE（Space Modulated JTE，SM-JTE）終端結(jié)構(gòu)進(jìn)行了仿真研究，該結(jié)構(gòu)采用了終端電荷調(diào)制技術(shù)降低JTE結(jié)構(gòu)的末端等效劑量，避免了普通 JTE終端結(jié)構(gòu)的提前擊