宽禁带SiC肖特基势垒二极管的研制

采用微电子平面工艺 ,高真空电子束蒸发金属Ni作肖特基接触 ,多层金属Ni、Ti、Ag合金作欧姆接触 ,SiO2 绝缘环隔离减小高压电场集边效应等技术 ,制作出Ni/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 450V ,对应漏电流为 6× 1 0 -6 A .并对实验结果进行分析模拟 ,理想因子为 1 .73 ,肖特基势垒高度为 1 .2 5V ,实验表明 ,该器件具有较好的正向整流特性和较小的反向漏电流 .

SiC肖特基二极管在大功率PFC中的应用

有源功率因数校正(Active Power Factor Correction,简称APFC)是大功率电源应用的一项关键技术。分析了Boost PFC电路中半导体器件的开关损耗以及SiC肖特基二极管的工作特性。SiC肖特基二极管可以有效降低开关损耗,并有助于大功率APFC电路实现高频率应用。在一台3.6kW的样机上,利用SiC肖特基二极管实现了150kHz的开关工作频率。

Pt/6H-SiC肖特基势垒二极管特性分析

采用直流磁控溅射法、Pt作肖特基接触的工艺,制作了N型6H-SiC肖特基势垒二极管,对肖特基势垒二极管的电学特性及温度特性进行了研究。实验结果表明,该器件具有很好的整流特性,反向电流小、击穿电压高,且在高温下器件波动很小,能够稳定地工作,适合于在高温(600°C)等恶劣环境下长期可靠地工作。

SiC肖特基势垒二极管在PFC电路中的应用

介绍了一种SiC肖特基势垒二极管在PFC电路上的应用。利用新型材料———SiC作成的二极管具有高工作温度、高耐压、正温度系数,反向特性好的特点,降低了自身及其MOSFET的开通损耗,最直接的效果就是效率升高,同时也使EMC的效果得以改善,而且二极管可以并联使用。

SiC肖特基功率二极管在Boost功率因数校正器应用中的性能评估

实验评估了600V,4A碳化硅(SiC)肖特基二极管(英飞凌,SDP04S06)的性能。作为一种重点的应用,作者考虑选用一种300W,按平均电流模式控制的Boost功率因数校正器(PFC)。作者测量了采用该型号SiC肖特基二极管和采用两种超快、软恢复的硅功率二极管(RURD460和目前正被列入的STTH5R06D)制成的整机的效率、开关损耗、二极管损耗和电磁干扰(EMI)等特性。本文比较了这些结果,特别是定量地考察了SiC二极管提供的恢复电流的减小对该变换器行为的这些关键参数的影响。基于试验结果,本文表明在功率因数校正器设计中, 采用SiC二极管只是在高开关频率时才是合算的。

快速恢复外延二极管和Sic肖特基二极管

介绍了快恢复二极管（FRD）的反向恢复性,讨论了 F R D 的硬特性与软特性.分析了快恢复外延二极管（FRED）工艺改进对二极管特性的影响.并介绍了 S iC 肖特基二极管的特点及目前达到的技术指标.

SiC JFET SJEP120R063特性分析及其在逆变器中的应用

介绍了SiC JFET SJEP120R063的工作特性,由于该器件正向损耗低,可有助于提高大功率逆变电路的开关频率和工作效率。设计了采用SJEP120R063实现的三相逆变器,并进行了实验研究,结果表明用具有较小的导通电阻和正向损耗的SJEP120R063,逆变器的工作效率可以提高到98%。

1200 V/100 A高温大电流4H-SiC JBS器件的研制

基于SiC结势垒肖特基（JBS）二极管工作原理及其电流/电场均衡分布理论,采用高温大电流单芯片设计技术及大尺寸芯片加工技术,研制了1 200 V/100 A高温大电流4H-SiC JBS二极管。该器件采用优化的材料结构、有源区结构和终端结构,有效提高了器件的载流子输运能力。测试结果表明,当正向导通压降为1.60 V时,其正向电流密度达247 A/cm^2（以芯片面积计算）。在测试温度25和200℃时,当正向电流为100 A时,正向导通压降分别为1.64和2.50 V;当反向电压为1 200 V时,反向漏电流分别小于50和200μA。动态特性测试结果表明,器件的反向恢复特性良好。器件均通过100次温度循环、168 h的高温高湿高反偏（H3TRB）和高温反偏可靠性试验,显示出优良的鲁棒性。器件的成品率达70%以上。

超低导通电阻RON的SiC沟槽器件

本文介绍了下一代碳化硅(SiC)平面MOSFET、沟槽结构肖特基二极管和沟槽MOSFET器件。首先,开发了SiC平面MOSFET,可以抑制在正向电流通过时引起寄生PN结二极管的劣化。其次,开发了新型沟槽SiC肖特基二极管,与传统SiC二极管相比,在可接受的漏电流条件下,具有更低的正向压降。第三,开发了新型双沟槽结构SiC MOSFET,在保持超低导通电阻的同时提高了器件的可靠性,其主要原因在于新结构有效降低了槽栅底部的最大电场强度,抑制了栅氧的击穿。

1200V 200A Si/SiC混合模块性能对比研究

提出了一种SiC混合模块,相比传统的Si IGBT模块,将Si续流二极管替换成SiC SBD。两种模块的额定参数均为1 200V/200A,在相同的测试条件下,分别测试其动、静态参数及波形,对比研究测试数据,混合模块中二极管反向恢复损耗可以降低84%,总的开关损耗可以降低40%。提取模块的寄生电感数值为13.3nH,结合动态测试波形,混合模块可以满足正常使用。

具有部分超结的新型SiC SBD特性分析

提出了一种具有部分超结(super junction,SJ)结构的新型SiC肖特基二极管,命名为SiC Semi-SJ-SBD结构,通过将常规SBD耐压区分为常规耐压区和超结耐压区来减小导通电阻,改善正向特性.利用二维器件模拟软件MEDICI仿真分析,研究了不同超结深度和厚度时击穿电压(VB)和比导通电阻(Ron-sp),与常规结构的SBD比较得出,半超结结构可以明显改善SiC肖特基二极管特性,并得到优化的设计方案,选择超结宽度2W为2μm,3μm,超结深度大于5μm,可以使Ron-sp降低量大于10%,而且保持VB基本不变(降低量小于4%).