浮结型碳化硅肖特基势垒功率二极管的优化设计

SiC floating junction Schottky barrier diodes were simulated with software MEDICI 4.0 and their device structures were optimized based on forward and reverse electrical characteristics. Compared with the conventional power Schottky barrier diode, the device structure is featured by a highly doped drift region and embedded floating junction region, which can ensure high breakdown voltage while keeping lower specific on-state resistance, solved the contradiction between forward voltage drop and breakdown voltage. The simulation results show that with opti- mized structure parameter, the breakdown voltage can reach 4 kV and the specific on-resistance is 8.3 mΩ·cm2.     

4H-SiC TSOB结势垒肖特基二极管静态特性

为增强器件的反向耐压能力,降低器件的漏电功耗,采用Silvaco TCAD对沟槽底部具有SiO₂间隔的结势垒肖特基二极管(TSOB)的器件特性进行了仿真研究。通过优化参数来改善导通压降(V_F)-反向漏电流(I_R)和击穿电压的折衷关系。室温下,沟槽深度为2.2 μm时,器件的击穿电压达到1 610 V。正向导通压降为2.1 V,在V_F=3 V时正向电流密度为199 A/cm²。为进一步改善器件的反向阻断特性,在P型多晶硅掺杂的有源区生成一层SiO₂来优化漂移区电场分布,此时改善的器件结构在维持正向导通压降2.1 V的前提下,击穿电压达到1 821 V,增加了13%。在1 000 V反向偏置电压下,反向漏电流密度比普通结构降低了87%,有效降低了器件的漏电功耗。普通器件结构的开/关电流比为2.6×10³(1 V/-500 V),而改善的结构为1.3×10⁴(1 V/-500 V)。     

半超结SBD的研究

由于导通电阻与击穿电压之间的矛盾关系,肖特基二极管(SBD)不能够应用于高压功率领域。为了改善导通电阻与击穿电压之间的关系,提出了半超结理论及其设计方法。通过对器件结构参数进行计算和优化,构成了一种实现半超结SBD的工艺方法,并利用Silvaco TCAD软件进行仿真验证。结果表明,利用该优化方案,可以得到击穿电压为500V,导通电阻为37mΩ·cm2的半超结SBD器件。     

超结与浮结型肖特基势垒二极管的比较研究

对浮结型及超结型肖特基势垒二极管静态及动态特性进行了解析及模拟.静态特性通过解析击穿电压与导通电阻之间的关系得到.反向恢复特性通过二极管电容随反向电压变化关系解释,商用混合模拟器MEDICI模拟结果表明浮结结构具有软恢复特性,软度因子为0.949.超结结构恢复特性较硬,软度因子为0.7807.当考虑这两种耐压结构时,必...     

3mm肖特基势垒二极管雪崩噪声源

介绍了3mm波段肖特基势垒二极管雪崩噪声源,其宽带超噪声比为10.5dB,它与反向电流呈线性关系。     

Ni，Ti/4H-SiC肖特基势垒二极管

采用本实验室生长的4H-SiC外延片,分别用高真空电子束蒸Ni和Ti做肖特基接触金属,Ni合金作欧姆接触,SiO_2绝缘环隔离减小高压电场集边效应等技术,制作出4H-SiC肖特基势垒二极管(SBD)。该器件在室温下反向击穿电压大于600 V,对应的漏电流为2.00×10~(-6)A。对实验结果分析显示,采用Ni和Ti作肖特基势垒的器件的理想因子分别为1.18和1.52,肖特基势垒高度为1.54 eV和1.00 eV。实验表明,该器件具有较好的正向整流特性。     

阳极刻蚀提升Ga2O3肖特基势垒二极管击穿特性

提出了一种采用阳极刻蚀提升Ga₂O₃肖特基势垒二极管(SBD)击穿特性的新方法。基于氢化物气相外延(HVPE)法生长的Ga₂O₃材料制备了Ga₂O₃纵向SBD。在完成阳极制备后,对阳极以外的Ga₂O₃漂移区进行了不同深度的刻蚀,刻蚀完成后,在器件表面生长了SiO₂介质层,随后制备了场板结构。测试结果显示,刻蚀后器件的比导通电阻小幅上升,而反向击穿电压均大幅提升。刻蚀深度为300 nm的β-Ga₂O₃ SBD具有最优特性,其比导通电阻(R_{on, sp})为2.5 mΩ·cm²,击穿电压(V_br)为1 410 V,功率品质因子(FOM)为795 MW/cm²。该研究为高性能Ga₂O₃ SBD的制备提供了一种新方法。     

2700V4H-SiC结势垒肖特基二极管

在76.2 mm 4H-SiC晶圆上采用厚外延技术和器件制作工艺研制的结势垒肖特基二极管(JBS).在室温下,器件反向耐压达到2700 V.正向开启电压为0.8V,在VF=2V时正向电流密度122 A/cm2,比导通电阻Ron=8.8 mΩ·cm2.得到肖特基接触势垒qφв=1.24 eV,理想因子n=1.     

氧化镓基肖特基势垒二极管的研究进展

Ga₂O₃是一种新型宽禁带半导体材料,禁带宽度约为4.8 eV,临界击穿电场理论上可高达8 MV/cm, Baliga优值超过3 000,因此在制作功率器件方面有很大的潜力。Ga₂O₃是继SiC和GaN之后制作高性能半导体器件的优选材料,近年来受到了广泛的关注。介绍了Ga₂O₃材料的基本物理性质,分析了Ga₂O₃基肖特基势垒二极管(SBD)的优势及存在的问题。重点从器件工艺、结构和边缘终端技术等角度评述了优化Ga₂O₃基SBD性能的方法,并对Ga₂O₃基SBD的进一步发展趋势进行了展望。     

6H-SiC高压肖特基势垒二极管

在可商业获得的N型6H-SiC晶片上,通过化学气相淀积,进行同质外延生长,在此结构材料上,通过热蒸发,制作Ni/6H-SiC肖特基势垒二极管．测量并分析了肖特基二极管的电学特性,结果表明,肖特基二极管具有较好的整流特性：反向击穿电压约为450V,室温下,反向电压VR=-200V时,反向漏电流JL=5×10-4A*cm-2;理想因子为1.09,肖特基势垒高度为1.24—1.26eV,开启电压约为0.8V．     

6H-SiC高压肖特基势垒二极管

在可商业获得的 N型 6 H - Si C晶片上 ,通过化学气相淀积 ,进行同质外延生长 ,在此结构材料上 ,通过热蒸发 ,制作 Ni/6 H- Si C肖特基势垒二极管 .测量并分析了肖特基二极管的电学特性 ,结果表明 ,肖特基二极管具有较好的整流特性 :反向击穿电压约为 45 0 V,室温下 ,反向电压 VR=- 2 0 0 V时 ,反向漏电流 JL=5× 10 - 4 A· cm- 2 ;理想因子为 1.0 9,肖特基势垒高度为 1.2 4— 1.2 6 e V ,开启电压约为 0 .8V     

4H-SiC结势垒肖特基二极管VRSM特性研究

通过器件模拟仿真软件Sentauras和高分辨率透射电子显微镜（High-Resolution Transmission Electron Microscopy ,简称HRTEM）研究了4H-SiC结势垒肖特基二极管（Junction Barrier Schottky ,简称JBS）在反向浪涌电压应力作用下的失效机理;进而重点研究了结终端扩展区（Junction Termination Extension ,简称JTE）的长度、深度和掺杂浓度对该器件反向浪涌峰值电压（Maximum Surge Peak Reverse Voltage ,简称VRSM）的影响,并结合JBS的基本结构对其进行优化设计;最后,流片测试显示优化设计的4H-SiC结势垒肖特基二极管的VRSM值约为1450V,比原器件提升了20%左右。     

具有场限环终端的6500 V 4H-SiC结势垒肖特基二极管的研制

阐述了6 500 V4H-SiC结势垒肖特基(JBS)二极管的设计、仿真和制备过程,并对流片结果进行了测试,分析了测试结果与仿真结果差异的原因。通过仿真对比分析了漂移区厚度、掺杂浓度、有源区p+区和场限环终端参数对器件电学特性的影响,数值模拟优化了器件元胞和终端结构的漂移区、有源区和场限环的结构参数。根据模拟结果,4H-SiC漂移区掺杂浓度为1.08×1015 cm-3、厚度为60μm,采用经过优化的70个场限环终端结构,通过完整的工艺流程,完成6 500 V4H-SiC JBS的制备。测试结果显示,室温下当6 500 V4H-SiC JBS正向导通电流密度达到3.53×105 A/m2时,正向压降为4 V,器件的反向击穿电压约为8 000 V。     

SiC肖特基势垒二极管的研制

本文报道了采用电子束热蒸发的方法用铂（Ｐｔ）做肖特基接触在ｎ型６Ｈ-ＳｉＣ体材料上制作肖特基二极管的工艺过程和器件特性．对实验结果进行了比较分析,Ｉ-Ｖ特性测量说明Ｐｔ／６ＨＳｉＣ肖特基二极管有较好的整流特性,热电子发射是其主要的输运机理,理想因子为１.２３,肖特基势垒高度为１.０３ｅＶ,开启电压约为０.５Ｖ．     

4H-SiC双层浮结肖特基势垒二极管温度特性研究

为了增强器件高温条件下的适应性,对4H-SiC双层浮结肖特基势垒功率二极管的温度特性进行了研究.结果表明,当温度变化时,器件的阻断电压、通态电阻、反向漏电流及开关时间等电学性质均要发生一定的变化.作为一种基于浮结技术的sic新器件,通过数值模拟方法对其特征参数进行优化,可使其承载电流能力、阻断特性和开关速度等得到进一步...     

SiC肖特基势垒二极管

本文简要地介绍了半导体ＳｉＣ材料的特性，并与Ｓｉ、ＧａＡｓ，ＧａＰ等材料作了比较，同时介绍了ＳｉＣ９肖特基势垒及ＳｉＣ肖特基势垒二极管的伏－安特性。     

高压Ti／6H-SiC肖特基势垒二极管

在N型6H-SiC外延片上,通过热蒸发,制作Ti／6H-SiC肖特基势垒二极管(SBD)．通过化学气相淀积,进行同质外延生长,详细测量并分析了肖特基二极管的电学特性,该肖特基二极管具有较好的整流特性．反向击穿电压约为400V,室温下,反向电压VR＝200V时,反向漏电流JR低于1×10－4A／cm2．采用Ne离子注入形成非晶层,作为边缘终端,二极管的击穿电压增加到约为800V．     

功率肖特基势垒整流二极管性能及工艺特点

功率肖特基势垒整流二极管具有许多优越性的性能，在工艺制做中也有其一定的特殊性，本文就该类产品的主要技术性能及其工艺制做特点进行了概述。