1200V4H-SiC結(jié)勢壘肖特基二極管優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、碳化硅(SiC)是近年迅速發(fā)展起來的第三代半導(dǎo)體材料的代表，與傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料硅(Si)相比，其在擊穿電場強度、載流子漂移速度及熱導(dǎo)率等方面具有明顯的優(yōu)勢。碳化硅結(jié)勢壘肖特基二極管（SiC-JBS）結(jié)合了PiN和肖特基二極管的優(yōu)勢，具有小開啟電壓、高擊穿電壓和高開關(guān)速度等特性，在高壓、高速功率系統(tǒng)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，目前國內(nèi)關(guān)于1000V以上耐壓水平的SiC-JBS研究較少，尤其是關(guān)于其極限參數(shù)的研究更是鮮有報道。
　　

2、本文旨在設(shè)計具有1200V擊穿電壓和8A正向電流能力的SiC-JBS。首先，研究了1200V SiC-JBS的常規(guī)特性（包括正、反向特性及溫度特性等），仿真分析了其參數(shù)對器件正向?qū)ㄌ匦?、反向耐壓特性以及高低溫反向恢?fù)特性的影響，從而得出器件元胞的最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)（包括陽極P+間隔結(jié)構(gòu)、漂移區(qū)以及陰極緩沖層等）;在此基礎(chǔ)上，詳細分析了終端技術(shù)對器件耐壓的影響，包括結(jié)終端擴展技術(shù)、場板技術(shù)和場限環(huán)技術(shù)等，研究發(fā)現(xiàn)利用上述三種終端結(jié)構(gòu)結(jié)合的方案

3、可以明顯提高器件的擊穿電壓，由此確定了終端結(jié)構(gòu);此外，在SiC-JBS常規(guī)電學(xué)特性研究的基礎(chǔ)上，本文還探究了其反向峰值電壓和正向峰值電流兩個極限電學(xué)特性;最后，基于上述理論研究和仿真設(shè)計，確定了全套的1200V/8A SiC-JBS器件參數(shù)。
　　本文設(shè)計的1200V/8A SiC-JBS器件在55所進行了流片，測試結(jié)果表明該器件的擊穿電壓為1400V，正向壓降為1.8V(IF=10A)，反向恢復(fù)時間為23ns（IF=5A，di/