第三代半導(dǎo)體中的典型代表碳化硅,因其具有寬禁帶、高臨界擊穿電場、高熱導(dǎo)率、高飽和電子速率、抗輻照等諸多優(yōu)越的物理性質(zhì),使得碳化硅器件具有很好的發(fā)展前景。SiC JBS二極管因具有正向開啟電壓低,反向阻斷電壓大,關(guān)斷迅速的優(yōu)勢,正逐步地運(yùn)用于新能源汽車和充電樁等電力電子設(shè)備中。此外,SiC JBS二極管有較好的溫度特性,溫度升高時(shí),器件的正向開啟電壓減小,正向?qū)娮柙龃?電流能力減弱,因此SiC JBS二極管可以并聯(lián)使用而不會(huì)發(fā)生電流集中效應(yīng)。國內(nèi)目前對(duì)超高壓SiC JBS二極管研究甚少,研究水平明顯落后于國外。本論文以超高壓4H-SiC JBS二極管為研究對(duì)象,設(shè)計(jì)了不同結(jié)構(gòu)的SiC JBS二極管,并利用中國科學(xué)院微電子所的碳化硅工藝平臺(tái)開展了流片實(shí)驗(yàn)和測試分析研究,從而為國內(nèi)超高壓4H-SiC JBS二極管的設(shè)計(jì)和制備提供了參考。本論文的研究內(nèi)容分為三部分。首先,通過Silvaco Atlas半導(dǎo)體仿真工具,設(shè)計(jì)了耐壓超過10kV的SiC JBS超高壓二極管。對(duì)于摻雜濃度5×10¹⁴cm^-3,厚度100μm的漂移區(qū),仿真研究了有源區(qū)相鄰的... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 碳化硅材料簡介
    1.2 超高壓碳化硅JBS功率二極管的發(fā)展和研究意義
        1.2.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 研究意義
    1.3 本論文主要工作
第二章 SiC JBS二極管基本理論
    2.1 SiC JBS二極管正向工作原理
    2.2 SiC JBS二極管反向工作原理
    2.3 SiC JBS二極管反向恢復(fù)工作原理
    2.4 本章小結(jié)
第三章 超高壓SiC JBS二極管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    3.1 元胞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.1.1 PN結(jié)耐壓理論
        3.1.2 SiC JBS二極管元胞基本結(jié)構(gòu)
    3.2 終端結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.2.1 平面器件曲率效應(yīng)
        3.2.2 場限環(huán)
            3.2.2.1 均勻環(huán)間距場限環(huán)
            3.2.2.2 緩變環(huán)間距場限環(huán)
        3.2.3 結(jié)終端擴(kuò)展
    3.3 本章小結(jié)
第四章 金屬與SiC肖特基接觸研究
    4.1 碳化硅肖特基二極管正向電子發(fā)射理論
    4.2 碳化硅肖特基接觸理論
    4.3 不同金屬與SiC接觸的勢壘高度
    4.4 金屬與SiC接觸的勢壘高度測量
        4.4.1 電流—電壓法
        4.4.2 電容—電壓法
        4.4.3 變溫—電流法
    4.5 金屬與SiC肖特基接觸工藝
    4.6 本章小結(jié)
第五章 超高壓SiC JBS二極管流片與測試
    5.1 超高壓SiC JBS二極管的流片工藝流程
    5.2 超高壓SiC JBS二極管的版圖
    5.3 超高壓SiC JBS二極管的測試
        5.3.1 理想因子與勢壘高度的提取
        5.3.2 正向特性測試
        5.3.3 反向特性測試
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]功率二極管在大容量逆變器中的開關(guān)特性研究[J]. 袁麗,孟慶云,趙偉,周峰.  電力電子技術(shù). 2016(09)
[2]碳化硅電力電子器件在電力系統(tǒng)的應(yīng)用展望[J]. 盛況,郭清,張軍明,錢照明.  中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2012(30)
[3]寬禁帶半導(dǎo)體SiC功率器件發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J]. 張波,鄧小川,張有潤,李肇基.  中國電子科學(xué)研究院學(xué)報(bào). 2009(02)

碩士論文
[1]高壓SiC JBS二極管的設(shè)計(jì)優(yōu)化與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 李妍月.電子科技大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3163238