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碳化矽二極管的曆史發展

  碳化矽二(èr)極管於1985年(nián)問世。吉田(tián)是在3C-碳化矽上做的。其肖特基勢壘高度通過電容測量為1.15 (0.15) eV,通過(guò)光學響應(yīng)測量為1.11 (0.03) eV。它的擊穿電壓隻有8伏(fú)。第一個6H-碳化矽肖特基二極(jí)管的(de)擊穿電(diàn)壓約為200伏。Bhatnagar報道了(le)第一個高電(diàn)壓400伏6H-SiC肖(xiāo)特基勢壘二極管,具有低導(dǎo)通狀態電壓降(1 V)和無(wú)反向恢複電(diàn)流。隨著碳化矽(guī)單晶、外延(yán)質量和技術(shù)水平的不斷提(tí)高(gāo),越來越多(duō)性能優越(yuè)的(de)碳(tàn)化矽二極管被報道(dào)。
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  1993年,報(bào)道(dào)了第(dì)一個擊穿電壓超過1000伏的(de)碳化矽二極管。器件的肖特基接觸金屬是鈀。它采用氮型外延,摻雜濃度為110厘米,厚度為10微米。1995年前後出現了高質量的4H-碳化矽單晶。它比6H-碳化矽具有更高的電子遷移(yí)率和更大的臨界擊穿電場,這使得人(rén)們更傾向於(yú)研究4H-碳化矽肖特基二極管。
  1995年(nián)首次報道了鎳/4H-碳化矽二極管。外延摻雜濃度為11016厘米,厚度為10微米,擊穿電壓為(wéi)1000伏,100安/厘米時正向壓降(jiàng)為1.06伏,室溫下比導通電阻為210厘米。2005年,中(zhōng)村友紀等人使用鉬作為(wéi)肖特基接觸,擊穿電壓為4.15千伏,比接(jiē)觸電阻為9.07米厘米。肖特基二極管的勢壘高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(wēn)度的升高(gāo)變化不大。趙建輝利用氮型碳化矽外延和多級結終(zhōng)端擴展技術製作了擊(jī)穿電壓高達10.8千伏的鎳/4H-碳化矽肖特基二極管。外延摻雜濃度(dù)為5.610cm,厚度為115m。肖(xiāo)特基二極管采用多級結終端(duān)擴展技術,保護肖特基結邊緣不被過早擊穿。
  碳化矽(guī)二極管在導通過程中(zhōng)沒有(yǒu)額外的載流子(zǐ)注入和存儲,因此反向恢複電流小,關斷過程快,開關損耗小。傳統的矽肖特基二極管隻能用於120-200伏的低壓場合,不適合在150以上(shàng)工作,因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(dǎng)電壓低。然而,碳化矽SBD彌補了(le)矽SBD的短缺(quē)。許多金屬(shǔ),如鎳、金、鈀、鈦、鈷等。可以與肖特基勢壘高度超過1 eV的碳化矽形成肖特基接觸。據報道,金/4H-碳(tàn)化矽(guī)接觸(chù)的勢(shì)壘高度可以達到1.73 eV,而鈦/4H-碳化矽接觸的勢壘高度(dù)相對較低,但最高也可以達到1.1 eV。6H-SiC和各種金屬觸點之間的(de)肖(xiāo)特基勢壘高度變化(huà)很大,最小(xiǎo)值(zhí)為0.5 eV,最大值為1.7 eV。因此,SBD已成為碳化矽電力電子器件(jiàn)發展的(de)第一個重點。它是一種集高電壓、高速度、低功耗和(hé)耐高溫於一體的理想器(qì)件。目前,世界上已相繼開發出多(duō)種成功程度很高(gāo)的碳化矽器件。
  上(shàng)述(shù)所講解的(de)就是碳化矽二極管的曆史發展,希望看完能夠對您(nín)有所(suǒ)幫助,如果您想要(yào)了(le)解更多關於碳化矽二極(jí)管的相關信息的話,歡(huān)迎在線谘詢客服或(huò)是(shì)撥打本公司服務熱線(網站(zhàn)右上角)進行谘詢,我們將竭誠為您提供優質的服務(wù)!


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