Ti/4H-SiC SBD中子辐照效应的研究

采用1 MeV的中子对Ti/4H-SiC肖特基势垒二极管(SBD)的辐照效应进行研究,观察了常温下的退火效应.实验的最高中子剂量为1×1015 n/cm2,对应的γ射线累积总剂量为33 kGy (Si).经过1×1014 n/cm2的辐照后,Ti/SiC肖特基接触没有明显退化;剂量达到2.5×1014 n/cm2后,观察到势垒高度下降;剂量达到1×1015 n/cm2后,势垒高度从1.00 eV下降为0.93eV;经过常温下19 h的退火后,势垒高度有所恢复,表明肖特基接触的辐照损伤主要是由电离效应造成的.辐照后,器件的理想因子较辐照前有所上升;器件的正向电流(VF=2V)随着辐照剂量的上升而下降.     

一种提高ESD性能的高压SBD器件结构研究

提出了一种新型SBD器件结构,并应用于高压SBD产品的研制。该结构通过在肖特基势垒区的硅表面增加一层表面缓冲掺杂层(Improved Surface Buffer Dope),将高压SBD的击穿点从常规结构的PN结保护环区域转移到平坦的肖特基势垒区,从根本上提高了器件的反向静电放电(ESD)和浪涌冲击能力。经流片验证,采用该结构的10A150VSBD产品和10A200VSBD产品均通过了反向静电放电(HBM模式)8kV的考核,达到目前业界领先水平。该结构工艺实现简单,可以应用于100V以上SBD的批量生产。     

肖特基势垒红外焦平面阵列

介绍肖特基势垒IRCCD的结构和工作原理,制作工艺,目前国内外发展的状况和提高器件性能的各种措施.     

无凹槽AlGaN/GaN肖特基势垒二极管正向电流输运机制

研究了无凹槽AlGaN/GaN肖特基势垒二极管(SBD)的正向电流输运机制。分别采用Ni/Au和TiN作为阳极金属材料制备了无凹槽AlGaN/GaN SBD,对比了两种SBD的直流特性。并通过测量器件的变温I-V特性,研究了器件的正向电流输运机制。结果表明,TiN-SBD(0.95 V@1 mA·mm^-1)与Ni/Au-SBD(1.15 V@1 mA·mm^-1)相比实现了更低的开启电压,从而改善了正向导通特性。研究发现两种SBD的势垒高度和理想因子都强烈依赖于环境温度,通过引入势垒高度的高斯分布模型解释了这种温度依赖性,验证了正向电流输运机制为与势垒高度不均匀分布相关的热电子发射机制。     

10A/600V大功率硅基JBS肖特基二极管的制备

为了弥补传统肖特基二极管漏电流大和反向耐压低的不足,采用栅条P+-N结和肖特基结嵌套形成结势垒肖特基二极管(JBS),终端结构由7道场限环和1道切断环构成。通过模拟确定最优参数后流片试验,同步制备肖特基二极管(SBD)和Pi N二极管作为对比。结果表明:制备的JBS二极管兼备SBD二极管正偏和Pi N二极管反偏的优点。在漏电流密度小于1×10-5A/cm2时,反向耐压达到600 V;正向电流10 A(80.6 A/cm2)时,导通压降仅为1.1V。     

600 V-30 A 4H-SiC肖特基二极管作为IGBT续流二极管的研究

采用碳化硅外延和器件工艺制造了碳化硅肖特基(SBD)二极管,耐压超过600 V。正向压降为1.6 V时,器件电流达到30A。作为IGBT续流二极管,600 V碳化硅肖特基二极管和国际整流器公司的600 V超快恢复二极管(Ultra fast diode)进行了对比:125℃IGBT模块动态开关测试中,碳化硅二极管的反向恢复能耗比硅二极管节省90%,相应的IGBT开通能耗节省30%。另外反向恢复中过电压从40%降为10%,这是由于碳化硅的软度高,提高了模块的可靠性。     

A detailed comparative study on the main electrical parameters of Au/n-Si and Au/PVA:Zn/n-Si Schottky barrier diodes

We have fabricated Au/n-Si and Au/PVA:Zn/n-Si Schottky barrier diodes (SBDs) to investigate the effect of organic interfacial layer on the main electrical characteristics. Zn doped poly(vinyl alcohol) (PVA:Zn) was successfully deposited on n-Si substrate by using the electrospinning system and surface morphology of PVA:Zn was presented by SEM images. The current–voltage (I–V) characteristics of these SBDs have been investigated at room temperature. The experimental results show that interfacial layer enhances the device performance in terms of ideality factor (n), zero-bias barrier height (Φ_B0), series resistance (R_s), and shunt resistance (R_sh) with values of 1.38, 0.75 eV, 97.64 Ω, and 203 MΩ whereas those of Au/n-Si SBD are found as 1.65, 0.62 eV, 164.15 Ω and 0.597 MΩ, respectively. Also, this interfacial layer at metal/semiconductor (M/S) interface leads to a decrease in the magnitude of leakage current and density of interface states (N_ss). The values of N_ss range from 1.36×10¹² at E_c—0.569 eV to 1.35×10¹³ eV^?1 cm^?2 at E_c—0.387 eV for Au/PVA:Zn/n-Si SBD and 3.34×10¹² at E_c—0.560 eV to 1.35×10¹³ eV^?1 cm^?2 at E_c—0.424 eV for Au/n-Si SBD. The analysis of experimental results reveals that the existence of PVA:Zn interfacial layer improves the performance of such devices.     

AlGaN/GaN和AlGaN SBD的温度特性研究

研究了AlGaN/GaN异质结构上的肖特基接触的基本原理及载流子的高温输运特性.将AlGaN/GaN异质结SBD和AlGaN SBD,在27～250℃进行实验比较.发现随着温度上升,AlGaN SBD的势垒高度下降,理想因子增加,其影响因素包括热电子发射、场发射、隧穿效应及复合电流效应等机制.而AlGaN/GaN异质结SBD由于受到压电极化场和2DEG和的影响,其势垒高度和理想因子随温度的变化趋势与AlGaNSBD相反.实验结果还显示,AlGaN/GaN异质结SBD的反向电流随着温度的上升,呈现先增大后减小的趋势.     

基于结终端扩展的4H-SiC肖特基势垒二极管研制

采用高真空电子束热蒸发金属Ni分别作肖特基接触和欧姆接触,离子注入形成结终端扩展表面保护,研制出Ni/4H-SiC肖特基势垒二极管(SBD)。I-V特性测量说明,Ni/4H-SiCSBD有较好的整流特性,热电子发射是其主要的运输机理。实验测量其反向击穿电压达1800V,且反向恢复特性为32ns。     

基于参数退化法评价功率肖特基二极管寿命

对功率肖特基二极管(SBD)施加恒定电应力、序进温度应力进行退化实验,考察了反向漏电流,IR、理想因子n、势垒高度ΦB以及串联电阻Rs等参数的退化情况.可以看出,在退化的过程中,SBD的,IR增加较快,n逐渐减小,ΦB逐渐增大,而Rs则缓慢增加.综合考察这些退化曲线,采用退化最为明显的,IR作为失效判据.基于IR参数退化曲线,使用恒定电应力温度斜坡法(CETRM)模型,推导出该功率肖特基二极管的寿命约为4.3×107 h,测试结果与实际预测相符.