SiC haute tension SBD
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SiC haute tension SBD
Étant donné que la hauteur de barrière et le champ électrique critique du Si et du GaAs sont inférieurs à ceux du semi-conducteur à large bande, la tension de claquage et le courant de fuite inverse du SBD constitué de Si et de GaAs sont inférieurs et supérieurs. Le matériau en carbure de silicium (SIC) a une large bande interdite (2,2ev-3.2ev), un champ électrique de claquage critique élevé (2V/cm-4 × 106v/cm), une vitesse de saturation élevée (2 × 107 cm/s), une conductivité thermique élevée de 4,9 w/(cm · K), une forte résistance à la corrosion chimique, une dureté élevée et un processus de préparation et de fabrication des matériaux relativement mature. Il s'agit d'un nouveau matériau idéal pour fabriquer des SBD avec une résistance à haute tension, une faible chute de tension directe et une vitesse de commutation élevée.
En 1999, l'Université Purdue des États-Unis a développé un SiC Power SBD de 4,9 kv dans le cadre du projet Muri financé par la marine américaine, ce qui a permis une percée fondamentale dans la tenue à la tension du SBD. La chute de tension directe et le courant de fuite inverse du SBD affectent directement la perte de puissance. du redresseur SBD et de l'efficacité du système. Il est contradictoire qu'une faible tension directe nécessite une faible hauteur de barrière Schottky et qu'une tension de claquage inverse élevée nécessite une hauteur de barrière aussi élevée que possible. Le choix du métal barrière est donc très important car il doit être considéré comme un compromis. Ni et Ti sont des métaux barrières Schottky idéaux pour le SiC de type n. Étant donné que la hauteur de barrière du Ni/SiC est supérieure à celle du Ti/SiC, le premier a un courant de fuite inverse plus faible et le second a une chute de tension directe plus faible. Afin d'obtenir un sicsbd avec une faible tension directe et un courant de fuite inverse, la conception du sicsbd avec contact Ni et contact Ti et structure à rainure bimétallique à barrière haute/basse (DMT) est réalisable. Avec cette structure, le courant de fuite inverse du sisbd est 75 fois inférieur à celui du redresseur planaire Ti Schottky à une polarisation inverse de 300 V, et le courant de fuite direct est similaire à celui du nisbd. En utilisant un sicsbd de 6 heures avec un anneau de protection, la tension de claquage peut atteindre 550 V.
Selon les rapports, cmzetterling et al. Couche épitaxiée de type n de 1 0 μ m sur un substrat SiC 6h, puis formation d'une série de bandes P + parallèles par implantation ionique. Le métal barrière supérieur est le ti. Cette structure est similaire à celle du dispositif à barrière de jonction Schottky (JBS) de la figure 2. Les caractéristiques directes sont les mêmes que celles de la barrière Ti Schottky, et le courant de fuite inverse se situe entre PN et la barrière Ti Schottky. La densité de résistance à l'état passant est 20 m Ω · cm2, la tension de blocage est de 1,1 kV et la densité de courant de fuite est de 10 μ A/cm2 sous une polarisation inverse de 200 V. De plus, R. rayhunathon a rapporté les résultats de développement du 4H? Sicsbd et 6h ? Sicsbd. La tension de claquage inverse des types p 4h-sicsbd et 6h-sicsbd avec Ti comme barrière métallique est respectivement de 600 V et 540 V, et la densité de courant de fuite sous une polarisation inverse de 100 V est inférieure à 0,1 μ A/cm2 (25 degrés).
Le SiC est un matériau idéal pour fabriquer des dispositifs à semi-conducteurs de puissance. Le 4 mai 2000, Cree des États-Unis et Kansai Electric Power Company du Japon ont annoncé conjointement le développement réussi de diodes de puissance SiC de 12,3 kv, avec une chute de tension directe de VF de 4,9 V à une densité de courant de 100 A/cm2. Cela montre pleinement la grande puissance du matériau SiC pour fabriquer des diodes de puissance.
En SBD, les dispositifs dotés d'une structure SiC et JBS ont un grand potentiel de développement. Dans le domaine des diodes de puissance haute tension, le SBD occupera certainement une place.