碳化矽二極管於1985年問世。吉田是在3C-碳化矽上做的。其肖特基勢(shì)壘高度通(tōng)過電容測量為1.15 (0.15) eV,通過光學響應測量為(wéi)1.11 (0.03) eV。它的擊穿電壓隻有(yǒu)8伏。第一個6H-碳化矽肖特基二極管的擊穿電壓約為200伏。Bhatnagar報道了第一個高電壓400伏6H-SiC肖特基勢(shì)壘二極管,具有低導通狀(zhuàng)態電壓降(jiàng)(1 V)和無反向恢複電流。隨著碳化矽單晶、外延質量和技術水平的不斷提高,越來越多性能優越的(de)碳化(huà)矽二極管被報道。
1993年,報(bào)道了第一個擊(jī)穿電壓超過(guò)1000伏的碳化矽(guī)二極管。器件的肖(xiāo)特基接觸(chù)金屬是鈀。它采用氮型外(wài)延,摻雜濃度為110厘米,厚度為10微米。1995年前後出現了高質(zhì)量的(de)4H-碳化矽單晶(jīng)。它比6H-碳化矽具有更高的電子遷移率和更大的臨界擊(jī)穿電場,這使得人們更傾(qīng)向於研究4H-碳化矽肖特基二極管(guǎn)。
1995年首次報道了鎳/4H-碳化矽二極管(guǎn)。外延摻雜濃度為11016厘米,厚度為10微(wēi)米,擊穿電壓(yā)為1000伏,100安(ān)/厘米時正向壓降為1.06伏,室溫下比導通電阻為210厘米。2005年,中村友紀等人使用鉬作為肖特基接觸,擊穿電壓為(wéi)4.15千伏(fú),比接觸電(diàn)阻為9.07米(mǐ)厘米。肖特基(jī)二(èr)極管的勢壘高(gāo)度也隨著退火溫度的增加(jiā)而(ér)增加。在退火溫度為600時,勢壘高度為1.21 eV,而理想因子是穩定的,隨著(zhe)退火溫度的升高變化不大。趙建輝利用氮型碳化矽外延和多級結(jié)終端擴展技術製作了擊穿電壓高達10.8千伏的鎳/4H-碳化矽肖(xiāo)特基二極管。外延摻雜濃度(dù)為5.610cm,厚(hòu)度為115m。肖特基二極管采用多級(jí)結終端擴(kuò)展技術,保護肖特基結邊緣不被過早擊穿。
碳化矽二極管在導通過程(chéng)中沒有(yǒu)額外的載流子注入和(hé)存儲,因此(cǐ)反向恢複電(diàn)流小,關斷過程快,開關損耗小。傳統的(de)矽肖特基二(èr)極管隻(zhī)能用於120-200伏的低壓場合,不適合在150以上工作(zuò),因(yīn)為所有金屬與矽的功函數(shù)差不是很大,矽的肖特基勢壘低,矽SBD的反向漏電流大,阻擋電壓低。然而,碳化矽SBD彌補了矽(guī)SBD的短缺。許多金屬,如鎳、金、鈀、鈦、鈷(gǔ)等。可以與(yǔ)肖特基勢壘高度(dù)超過1 eV的碳化矽(guī)形成肖特基(jī)接觸。據報道(dào),金/4H-碳化矽接觸的勢壘(lěi)高度可以達到1.73 eV,而鈦/4H-碳化矽接(jiē)觸的勢壘高度相對較低,但最高也可以達到1.1 eV。6H-SiC和各(gè)種金(jīn)屬觸點之間的肖特基勢壘高度變化很大,最小值為0.5 eV,最(zuì)大值為1.7 eV。因此,SBD已成為碳化矽電力電子器件發展的第一個重點。它(tā)是(shì)一種集(jí)高電壓、高速度、低功耗和耐高溫於一體的理想器件。目前,世界上已相繼開發出多種成功程度很高的碳化矽器件。
上述所講解的就(jiù)是
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