灶袁责柱宽度对超结杂蚤郧藻功率二极管电学特性的影响鄢.PDF

物理学报摇 粤糟贼葬孕澡赠泽援杂蚤灶援摇 灾燥造援远园袁晕燥援源 渊圆园员员冤摇 园源苑猿园猿 灶袁责柱宽度对超结杂蚤郧藻功率二极管 电学特性的影响鄢 员冤 圆冤覮 员冤 员冤 高摇 勇 摇 马摇 丽 摇 张如亮 摇 王冬芳 员冤渊西安理工大学电子工程系袁西安摇 苑员园园源愿冤 圆冤渊西安理工大学应用物理系袁西安摇 苑员园园源愿冤 渊圆园员园年远月苑 日收到曰圆园员园年苑 月圆怨 日收到修改稿冤 摇 摇 结合杂蚤郧藻材料的优异性能与超结结构在功率器件方面的优势袁提出了一种超结杂蚤郧藻功率二极管援该器件有两 个重要特点院一是由轻掺杂的责型柱和灶型柱相互交替形成超结结构袁取代传统功率二极管的灶原 基区曰二是阳极 垣 垣 原 垣 责 区采用很薄的应变杂蚤郧藻材料援该二极管可以克服常规杂蚤责 灶 灶 功率二极管存在的一些缺陷袁如阻断电压增大 的同时袁正向导通压降随之增大袁反向恢复时间也变长援利用二维器件模拟软件酝耘阅陨悦陨仿真分析得到以下结论院与 相同结构尺寸的常规杂蚤功率二极管相比较袁圆园豫郧藻含量的超结杂蚤郧藻功率二极管袁反向阻断电压提高了 员郾远倍袁正 向压降减小了约远园皂灾渊正向电流密度为员园粤辕糟皂圆 时冤援虽然反向恢复时间没有明显减少袁但反向峰值电流密度降 低了员苑豫袁软恢复特性也显著提高袁后者的软度因子是前者的圆倍多援超结部分的责型柱和灶型柱宽度是器件设计 中的重要结构参数袁本文重点讨论了该参数对器件电学特性的影响院柱区宽度越小袁阻断电压越高袁漏电流越小袁但 同时正向压降有所增加援柱区宽度对反向恢复特性的影响没有明显的单调性袁柱区宽度过小时会出现硬恢复现象援 通过对该结构参数进行优化设计可以同时获得低通态压降尧高阻断电压尧快速恢复的特性援 关键词院超结袁锗硅二极管袁灶袁责柱宽度袁电学特性 孕粤悦杂院苑猿援源园援蕴择袁愿缘援猿园援运则袁愿缘援猿园援阅藻 渊酝韵杂云耘栽冤尧光电子器件等领域都取得了巨大的成 员郾 引 言 就援杂蚤郧藻器件在数字通信尧单芯片射频尧全球定位尧 信号处理等领域都有重要应用援另外袁杂蚤郧藻材料在 在现代电力电子装置中袁作为其核心部分的电 功率器件方面也有了越来越深入的研究咱圆要缘暂援杂蚤郧藻 力电子器件渊功率器件冤虽然只占整机总价值的 月蚤悦酝韵杂功率放大器已达到手机中功率放大器的要 圆园豫要猿园豫袁但它对提高整个装置的各项技术性能 求袁向传统的郧葬粤泽基功率放大器的野一统天下冶提 指标起着十分重要的作用援对功率器件性能的要求 出了挑战援 一般有如下几条院员冤耐压高曰圆冤导通时电流密度大曰 为了降低功耗袁要求功率半导体器件在阻断状 猿冤导通时器件上压降低曰源冤开关速度高曰缘冤驱动功 态时能承受较高的电压袁在导通状态时有较低的通 率小援功率器件中常用的开关二极管对改善各种电 态电阻援功率灾阅酝韵杂为了满足高耐压袁需要降低漂 力电子电路的性能尧降低电路损耗和提高电源使用 移区浓度或增大漂移区厚度袁但导通电阻也随之增 效率等方面都有重要作用援 因此袁设计性能优良的 大袁其导通电阻与击穿电压呈圆郾缘次方关系咱远暂援将传 功率二极管显得非常必要援杂蚤郧藻材料由于具有许多 统灾阅酝韵杂 中的灶型漂移区替换为责柱和灶柱相互 优于杂蚤材料的性能袁如其载流子迁移率高咱员暂尧能带 交替形成的超结漂移