高功率電磁脈沖可在電子信息設(shè)備電纜上耦合產(chǎn)生浪涌騷擾,瞬態(tài)電壓抑制器(transient voltage suppressor,TVS)是抑制浪涌騷擾的重要防護(hù)器件。現(xiàn)有TVS器件多為Si基材料,受限于材料特性,在響應(yīng)速度和通流能力上存在不足。因此,選擇Si C材料設(shè)計(jì)新型Si C-TVS器件,新型器件采用NPN結(jié)構(gòu),通過(guò)動(dòng)態(tài)響應(yīng)仿真確定了基本參數(shù),對(duì)器件在高功率電磁脈沖下的熱失效進(jìn)行了仿真研究。采用深度刻蝕槽工藝加工了該批器件,選取結(jié)面積和工作電壓相近的Si-TVS進(jìn)行對(duì)比測(cè)試;測(cè)試結(jié)果表明:新研制的Si C-TVS器件在快前沿脈沖下的響應(yīng)速度顯著優(yōu)于Si-TVS;在10/1 000μs浪涌脈沖注入下,Si C-TVS的通流能力為Si-TVS的6倍。

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圖2SentaurusTCAD數(shù)值仿真流程示意Fig.2FlowchartofSentaurusTCADnumericalsimulation

宓繆乖炊宋?闌て骷?岸耍?拷?50電阻端為器件后端。仿真計(jì)算中器件兩端電壓即為器件前端和后端的電壓。注入脈沖波形參數(shù)為：上升時(shí)間100ps，脈寬500ps，電壓幅值3000V。研究相同穿通電壓下，不同P區(qū)厚度和摻雜濃度對(duì)快脈沖防護(hù)的影響，選取典型的P區(qū)參數(shù)見(jiàn)表1，上述參數(shù)均對(duì)應(yīng)相....

圖3TVS器件快前沿脈沖仿真電路圖Fig.3Fastfrontierpulsesimulationcircuitdiagramof

?后端的電壓。注入脈沖波形參數(shù)為：上升時(shí)間100ps，脈寬500ps，電壓幅值3000V。研究相同穿通電壓下，不同P區(qū)厚度和摻雜濃度對(duì)快脈沖防護(hù)的影響，選取典型的P區(qū)參數(shù)見(jiàn)表1，上述參數(shù)均對(duì)應(yīng)相同的穿通電壓，對(duì)于同組P區(qū)參數(shù)，研究不同結(jié)面積(0.001~0.5mm2)對(duì)器件響應(yīng)的....

圖1雙向TVS器件結(jié)構(gòu)圖Fig.1StructuraldiagramofbidirectionalTVSdevices

俁雀哂?Si-TVS器件，即該器件具有更快的響應(yīng)速度。SiC材料的高熱導(dǎo)率使得SiC-TVS器件可以在浪涌沖擊后更快地將熱量導(dǎo)出，具有更好的通流能力[8-10]。具備上述優(yōu)點(diǎn)的SiC-TVS器件可更好地用于快前沿的高功率電磁脈沖防護(hù)，改善Si-TVS在響應(yīng)速度和通流能力的缺陷，具....

圖6具有mesa終端的SiC-TVS器件結(jié)構(gòu)Fig.6SiC-TVSdevicestructurewithmesaterminal

2118高電壓技術(shù)2020,46(6)圖6具有mesa終端的SiC-TVS器件結(jié)構(gòu)Fig.6SiC-TVSdevicestructurewithmesaterminal了深度刻蝕槽mesa結(jié)構(gòu)的SiC-TVS器件，對(duì)制備完畢的器件選取6個(gè)大單元進(jìn)行取樣測(cè)試，其中單元1、單元3、單....

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