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碳化矽二極管的曆史發展

  碳化矽二(èr)極管(guǎn)於1985年問世。吉田是在3C-碳化矽(guī)上做的。其肖特基勢壘高度通過電容測量為1.15 (0.15) eV,通過光學響(xiǎng)應測量為1.11 (0.03) eV。它(tā)的擊穿(chuān)電壓隻有8伏。第一個6H-碳化矽肖特基二(èr)極管的擊(jī)穿電壓(yā)約為200伏。Bhatnagar報道了第一個高電壓400伏6H-SiC肖特(tè)基勢壘二極管,具有低導通狀態電壓降(1 V)和(hé)無反向恢複電流(liú)。隨著碳化矽單晶、外延質(zhì)量和技術水平的不斷提高,越來越多性能優越的碳化(huà)矽二極管被報道。
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  1993年,報道了第一個擊(jī)穿電壓超過1000伏的碳化(huà)矽二極管。器件的肖特基接(jiē)觸金屬是鈀。它采用氮型外延,摻雜濃度為110厘米,厚度為(wéi)10微米。1995年前後出現(xiàn)了高質量的4H-碳(tàn)化矽單晶。它比6H-碳(tàn)化矽具有更高(gāo)的電子遷移率和(hé)更大的臨界擊穿電場(chǎng),這(zhè)使得人們更傾向於研究4H-碳化矽(guī)肖特基二極管(guǎn)。
  1995年首次報道了鎳/4H-碳化矽二極管。外延摻雜濃度為11016厘米,厚度(dù)為10微米,擊穿電壓為1000伏,100安/厘米時正向壓降為1.06伏,室(shì)溫下比(bǐ)導通(tōng)電阻為210厘米。2005年(nián),中村友紀等人使用鉬作為(wéi)肖特(tè)基接觸,擊穿電(diàn)壓為4.15千伏,比接觸電阻為9.07米厘米(mǐ)。肖(xiāo)特基二極管的勢壘高(gāo)度也隨著退火溫度的增加而增加。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,隨著退火溫度的升高變化不大。趙建輝利用氮型碳化矽外(wài)延和多(duō)級結終端擴展技(jì)術製(zhì)作了擊(jī)穿電(diàn)壓高達10.8千伏的鎳/4H-碳化矽(guī)肖特基二極管。外延摻雜濃度為5.610cm,厚度為115m。肖特基二極管采用多級結終端擴(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中沒有額外的載流子注入和存儲,因此反向恢複電流(liú)小,關斷(duàn)過程快,開關(guān)損耗小。傳統的矽肖(xiāo)特基二極管(guǎn)隻能用於120-200伏的低壓場合,不適合在150以上工作,因為所有金屬與矽(guī)的功函數差不是很大,矽的肖特基勢壘低,矽SBD的(de)反向漏電流大(dà),阻擋電壓低。然而,碳化矽SBD彌(mí)補了(le)矽SBD的短缺。許多金屬,如鎳、金、鈀、鈦、鈷等。可(kě)以與肖特基勢壘高度超過1 eV的(de)碳化(huà)矽形成肖特基接觸。據報道,金/4H-碳化矽接觸(chù)的勢壘高度可以達到1.73 eV,而鈦/4H-碳化矽接觸的勢(shì)壘高度相對(duì)較低,但最高也可以達到1.1 eV。6H-SiC和各種金屬觸點之間的肖特基勢(shì)壘高度變化很大,最小(xiǎo)值為0.5 eV,最(zuì)大值為1.7 eV。因此(cǐ),SBD已成為碳化矽電力電子器件發展的第一個重點。它是一種集高電壓、高速度、低功耗和耐高溫(wēn)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(shù)所講解的(de)就(jiù)是碳(tàn)化矽二(èr)極管的曆(lì)史發展,希望看完能夠對您有所(suǒ)幫(bāng)助,如(rú)果您想要了解更多關於碳化(huà)矽二極管的相(xiàng)關(guān)信息的話,歡迎在線谘詢客服或是撥打本公司服務熱線(網站右上角)進行谘詢,我們將竭誠(chéng)為您提供優質(zhì)的服務!


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