高效節(jié)能需求的提升及電力電子技術(shù)的發(fā)展都對(duì)功率半導(dǎo)體二極管的性能提出更高的要求。碳化硅（SiC）MPS二極管結(jié)合了 PiN二極管與肖特基（SBD）二極管的優(yōu)點(diǎn),能夠承受高反偏電壓,低壓導(dǎo)通、具有良好的反向恢復(fù)特性。本文將對(duì)SiC MPS二極管展開研究。首先分析了 SBD二極管、PiN二極管及MPS二極管的結(jié)構(gòu)與工作原理。傳統(tǒng)的MPS電阻模型僅適用于單極模式,本文改進(jìn)了現(xiàn)有的MPS單極電阻模型,加入了溫度對(duì)導(dǎo)通角及載流子遷移率的影響。建立了大注入狀態(tài)漂移區(qū)的載流子的分布模型,并應(yīng)用于雙極模型電阻模型的求解。對(duì)比模型結(jié)果與測(cè)試結(jié)果驗(yàn)證了電阻模型的準(zhǔn)確性,并通過模型結(jié)果分析了 MPS二極管電阻的特性及組成部分�；陔娮枘Ｐ屯瓿闪� MPS二極管正向Ⅰ-Ⅴ特性模型的建立,通過該模型可得到MPS二極管的典型正向特性曲線與浪涌電流的特性曲線,并對(duì)模型結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證。現(xiàn)有的MPS二極管的反向特性模型是基于結(jié)勢(shì)壘肖特基二極管的結(jié)構(gòu)建立的,這兩種二極管的結(jié)構(gòu)并不完全相同,模型不能完全適用。傳統(tǒng)的反向特性模型未考慮到橫向電場(chǎng)對(duì)表面勢(shì)的影響。本文通過二維泊松方程分析了 MPS二極管內(nèi)部的二維電場(chǎng)的分布,建立了... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【圖文】：

圖２－１?ＳＢＤ二極管元地１結(jié)構(gòu)??

第二章ＭＰＳ二極管的結(jié)構(gòu)與工作原理?碳化硅ＭＰＳ二極管建模??以獲得良好的高頻特性。襯底摻雜濃度較緩沖區(qū)更高，可作為緩沖層與耗盡層的生長(zhǎng)??載體，并且可以與陰極金屬形成良好的歐姆接觸。??肖特基接觸與歐姆接觸都是通過金屬與半導(dǎo)體接觸形成，二者的區(qū)別在于對(duì)應(yīng)半??導(dǎo)體的摻雜濃度的高低。形成肖特基接觸所需的半導(dǎo)體的摻雜濃度偏低，而形成歐姆??接觸所需的半導(dǎo)體的摻雜濃度偏高。??２．１．２?ＳＢＤ二極管的正向?qū)ㄔ??以Ｎ型半導(dǎo)體為例，金屬與半導(dǎo)體接觸前后的能帶圖變化如圖２－２所示，圖中??仍＾為金屬功函數(shù)，Ａｍ為金屬的費(fèi)米能級(jí)。金屬功函數(shù)代表金屬中能量為金屬費(fèi)米??能級(jí)的電子發(fā)射到真空中需要具備的最低能量。金屬費(fèi)米能級(jí)與金屬功函數(shù)的關(guān)系為：??＝?Ｅｑ?－?ｅｆｍ?（２．１）??式中盡為真空能級(jí)。ｔ為半導(dǎo)體親和能，同理半導(dǎo)體親和能表示半導(dǎo)體中位于??半導(dǎo)體導(dǎo)帶底部的電子發(fā)射到真空所需具備的最低能量。乓為半導(dǎo)體導(dǎo)帶能級(jí)，４??為半導(dǎo)體價(jià)帶能級(jí)，為半導(dǎo)體費(fèi)米能級(jí)。半導(dǎo)體的親和能可表示為：??＝?－?Ｅｃ?（２．２）??Ｉ??ｕ｜??－ｉｎ???ｌ?ｒ．??，ｔ?＾?＾?ｉ??？?１?Ｅｃ?，ｒ??Ｌ，??＊?￡？?［?ｅｆｓ??１７?具?Ｓ?、??ＬＩ?Ｅｒ?金屬?Ｌ?＾??（ａ）接觸前能帶圖?（ｂ）接觸后能帶圖??圖２－２金屬與半導(dǎo)體接觸前后的能帶圖變化??么為真空能級(jí)盡與半導(dǎo)體費(fèi)米能級(jí)之差。仍Ｗ為肖特基接觸的勢(shì)壘高度，即肖??特基勢(shì)壘。由Ｓｃｈｔｔｋｙ－Ｍｏｔｔ原理可得，肖特基勢(shì)壘可表示為：??例（２．３）??７??

時(shí)電子在空??間電荷區(qū)中存在漂移運(yùn)動(dòng)，漂移的方向?yàn)閺慕饘僦赶虬雽?dǎo)體的方向，那么漂移運(yùn)動(dòng)又??會(huì)使空間電荷區(qū)的內(nèi)建電場(chǎng)減校直到這兩個(gè)相反方向運(yùn)動(dòng)的電子的數(shù)量相等時(shí)，金??屬與半導(dǎo)體建立熱平衡，整個(gè)接觸電勢(shì)由熱平衡時(shí)半導(dǎo)體表面處的耗盡區(qū)來(lái)承受，這??個(gè)電壓被稱為金屬一半導(dǎo)體接觸內(nèi)建電勢(shì)Ｋ，。肖特基接觸的內(nèi)建電勢(shì)可表示如下：??Ｖｈ＝Ｅｆｌ－Ｅｍ＿??ｑ??當(dāng)在ＳＢＤ二極管的陽(yáng)極端施加正向偏壓，形成流過金屬一半導(dǎo)體結(jié)的電流，ＳＢＤ??二極管開始導(dǎo)通，能帶結(jié)構(gòu)的漂移隨之產(chǎn)生，此時(shí)能帶圖如圖２－３所示。??電子??＜￣Ｔ３３?上????Ｖ?ｕｖｂ－ｑｖｆ??＼?Ｌｅｃ???心??＾?Ｅ，??金屬?半導(dǎo)體?１??圖２－３?ＳＢＤ二極管正向?qū)軒D??那么此時(shí)接觸面流過的電流可能由下面四種途徑產(chǎn)生：??６??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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