4H-SiC TPJBS二极管器件结构和器件仿真.pdfVIP

第45卷第 9期 电力电子技 术 Vo1．45，No．9 2011年 9月 PowerElectronics September2011 4H．SiCTPJBS二极管器件结构和器件仿真 张海鹏 1,2,3，齐瑞生 ，王德君 ，王 勇 (1．杭州电子科技大学，电子信息学院射频 电路与系统教育部重点实验室 ，浙江 杭州 310018； 2．大连理工大学 ，电子信息与 电气工程学部电子科学与技术学院，辽宁 大连 116024； 3．杭州汉安半导体有 限公司，浙江 杭州 310018) 摘要 ：4H—SiCJBS器件具有通态 电压较高、泄漏电流较大、静态功耗较高等缺点。为探索改善这些缺点的理论 方法和技术途径 ，提出一种沟槽 P型PN结 肖特基势垒复合4H．SiC二极管。采用 SilvacoTCAD对该器件的正 向导通特性和反 向阻断特性进行仿真，仿真结果表明，与具有类似参数的传统 4H—SiCJBS相 比，该器件具有更 低的通态电阻、更小的反向泄漏 电流及更低 的静态功耗 ，更适合高频大功率低功耗电力电子系统应用。 关键词：碳化硅：功率器件 ；电学特性；器件仿真 中图分类号：TN386 文献标识码 ：A 文章编号 ：1000—100X(2011)09-0035-03 DeviceStructureandSimulationsof4H-SiC TPJBSDiode ZHANGHai—peng，t一，QIRui—sheng，WANGDe-jun，WANGYong。 (1．HangzhouDianziUniversity，Hangzhou310018，China) Abstract：Theconventional 4H—SiCJBS devicehasafew disadvantages：highon-statevoltagedrop，leakagecurrent and staticpowerdissipation．Inordertoexplorethetheorymethod andtechnologymeasuretoimprovethesedisadvan— tages，anovel4H-SiCJBSdevicestructurewithtrenchedP anode(4H—SiCTPJBS)isproposed．Forwardon·statechar- acteristicsandreverseblockcharacteristicsoftheproposed4H．SiC TPJBSaresimulatedwithSilvacoTCAD．Simula- tionresultsindicatethathteproposed4H-SiC TPJBSisfeaturedofloweron-sattevoltagedrop，leakagecurrentand staticpowerdissipationthantheconventional4H-SiCJBSdevice． Keywords：SiC；powerdevice；electriccharacteristics；devicesimulation FoundationProject：SupportedbyScienceandTechnologyDevebpmemPlanofZhejiangProvince(N0．20o9C21G2040o66) 1 引 言 能。目前商用的主要有4H．SiC和 6H．SiC。这里采 用 4H—SiC研究功率器件 的性能。它具有更大的禁 随着功率系统对功率器件 的要求越来越高。 带宽度、较小的介 电常数、更高的热导率、较低的 以硅材料为代表 的分立高压大功率器件 的性能越