4H-SiC PiN二極管開關(guān)特性研究.pdf

1、SiC PiN二極管由于具有可控功率大、插入損耗小以及開關(guān)速度快等優(yōu)點(diǎn)，在開關(guān)電路、限幅器、移相器、衰減器等控制電路中廣泛應(yīng)用。
　　 本文通過建立SiC PiN的器件模型模擬了臺(tái)面結(jié)構(gòu)的4H-SiC PiN二極管的直流特性和開關(guān)特性。通過模擬值與實(shí)驗(yàn)值的比較驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性。在正向電流密度為100A/cm2時(shí)，器件的導(dǎo)通電壓VF為3V左右。反向擊穿電壓1335V。與傳統(tǒng)材料相比，4H-SiC PiN二極管具有良好的開關(guān)特性。

2、室溫300K，正向注入電流30mA，反向偏置電壓15V時(shí)，4H-SiC PiN二極管的漂移區(qū)存儲(chǔ)電荷Qs較低(0.052nC)、開關(guān)時(shí)間較短(9.1ns)、電流衰減比較快、尾電流很小。同時(shí)，重點(diǎn)模擬分析了溫度、載流子壽命、正向電流密度、反向偏置電壓、陽極摻雜濃度等因子對(duì)4H-SiC PiN二極管開關(guān)特性的影響情況。模擬顯示：溫度越高，正向電流注入越大，載流子壽命越大，開關(guān)過程中反向峰值電流越高，開關(guān)時(shí)間越長(zhǎng)。
　　 通常采用壽命

3、控制的方法來改善4H-SiC PiN二極管的開關(guān)特性，但是這樣會(huì)造成電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)的消弱使得導(dǎo)通損耗增大。通過改進(jìn)器件結(jié)構(gòu)可以在改善SiCPiN二極管開關(guān)特性的同時(shí)實(shí)現(xiàn)開關(guān)速度和正向?qū)妷旱恼壑小１疚脑谄茀^(qū)均勻摻雜結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之上提出了漸變摻雜結(jié)構(gòu)，將傳統(tǒng)的漂移區(qū)劃分成三層，摻雜濃度依次漸變，分別是1×1014cm-3、7×1015cm-3和8×1017cm-3。模擬顯示：由于電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)的影響，改進(jìn)后的4H-SiC PiN二極管能夠在保